Question

某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m²，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃．问：
（1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？
（2）如果水吸收太阳能的效率为60%，则太阳平均每分钟每平方米辐射的能量是多少？

Answer 1

分析：（1）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（2）水吸收太阳能的效率为60%，求出表面积为0.1m²的水15min内接受的总太阳能，除以面积和时间即为太阳平均每分钟每平方米辐射的能量．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_水=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×5℃=1.26×10⁵J；
（2）∵η=

Q水

Q太阳

∴表面积为0.1m²的水15min内接受的总太阳能：
Q_太阳=

Q水

η

=

1.26×105J

60%

=2.1×10⁵J，
太阳平均每分钟每平方米辐射的能量
Q=

Q太阳

St

=

2.1×105J

0.1m2×15min

=1.4×10⁵J．
答：（1）6kg的水15min内吸收的热量为1.26×10⁵J；
（2）太阳平均每分钟每平方米辐射的能量是1.4×10⁵J．

点评：此题主要考查的是学生对热量的计算、热效率计算的理解和掌握，比较基础的题目．