题目内容
取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒,筒内装水0.6kg,用来测量射到地面的太阳能.在太阳光垂直照射2min后,水的温度升高了1℃.a.计算在阳光直射下,地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.
b.已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面,另外55%被大气吸收和反射而未到达地面,你能由此估算出太阳辐射的功率吗?需要什么数据,自己去查找.
a.圆筒内的水经过2分钟内能的增加为ΔE =Q=cmΔt=4.2×103×0.6×1J=2.5×103J每分钟获得的能量为2.5×103J/2min=1.25×103J/min圆筒面积为3dm2=3×102cm2,所以每分钟每平方厘米获得的能量为
J/cm2?min=4.2J/cm2?minb.以太阳为球心,又日地距离r为半径作一个球面,根据上述观测,在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为
J/cm2?s=
J/cm2?s太阳的辐射能向四面八方,是均匀辐射的,则上述球面每秒钟接受到的太阳能,即为太阳的辐射功率P,上述球面的面积为4πr2.其中r=1.5×1013cm 所以P=4πr2×
J/s=4π(1.5×1013)2×
J/s=2×(1.5×1013)2J/s=4.5×1026J/s.
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