Question

16．小金看到工人为水平广场换新的地砖，他发现砖已经被太阳晒得很热，这引起了他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地砖包装盒上印着砖的规格50cm×50cm×4cm；每块质量为30kg；密度为3×10³kg/m³，小金用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为52℃，最低温度为22℃．（g=10N/kg，砖的比热为900J/（kg•℃））根据上述数据，回答下列问题：
（1）广场受到地砖产生的压强为多大．
（2）一块广场砖的温度从22℃升高到52℃，需要吸收热量是多少？
（3）小金查到，晴天时地球表面每平方接受到太阳辐射功率大约为1.2×10³W．若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题（2）的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于52℃，为什么出现如此大的差异呢？请你做出分析．

Answer 1

分析 （1）每块地转产生的压强相等，所以广场受到地砖的压强为单块地砖产生的压强，地砖对地面的压力等于其重力，根据p=$\frac{F}{S}$求出压强；
（2）根据Q=cm（t-t₀）求出吸收的热量；
（3）地砖的温度高于空气的温度，所以地砖会向空气中散热；有一部分太阳辐射会被地砖反射等．

解答 解：（1）每块地转产生的压强相等，所以广场受到地砖的压强为单块地砖产生的压强，地砖对地面的压力：
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N，
广场受到地砖产生的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{300N}{0.5m×0.5m}$=1200Pa；
（2）需要吸收热量：
Q=cm（t-t₀）=900J/（kg•℃）×30kg×（52℃-22℃）=8.1×10⁵J；
（3）根据小金查到的数据计算出来的实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题（2）的计算结果，地砖的温度会远远高于52℃，但是由于地砖吸收太阳辐射后的温度高于空气的温度，所以地砖会向空气中散热；还有一部分太阳辐射会被地砖反射，所以太阳辐射的能量没有被砖全部用来提升地砖的温度，致使地砖的温度不会达到计算的温度那么高．
答：（1）广场受到地砖产生的压强为1200Pa；
（2）需要吸收热量8.1×10⁵J；
（3）地砖的温度高于空气的温度，所以地砖会向空气中散热；有一部分太阳辐射会被地砖反射等．

点评 此题主要考查的是学生对重力、压强、热量计算公式的理解和掌握，难度不大．