Question

太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射源，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能，严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这也称为“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．

(1)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源，其核反应方程是_________；若m_H＝1.007 3 u，m_He＝4.002 6 u，m_e＝0.000 55 u，则该反应中的质量亏损是_________u；如果1 u相当于931.5 MeV的能量，由该反应中释放的能量是_________MeV．

由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球转的周期_________．(填“较长”“较短”“没有变化”)

(2)利用光电转换可以将太阳能转化为电能．若地球附近某太空站上的太阳能电池接收板的面积是S，光电转化效率为η．已知太阳辐射的总功率为P，太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为c，太阳光射到地球上经历的时间为t，试求该太阳能电池能够输出的最大电功率．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)4→＋2　0.0255 u　23.75 MeV　较短 　　(2)以太阳为中心，日地间距离r为半径做一个球面．其表面积S球＝4πr2，r＝ct．设接收板上获得的辐射功率为，当其正对太阳光时，获得功率最大，则/p＝S/S球 　　联立求解可得＝． 　　太阳能电池能够输出的最大电功率为Pm＝η＝． 　　解析：(1)4→＋2， 　　核反应的质量亏损为Δm＝4mH－mHe－2me＝4×1.007 3 u－4.002 6 u－2×0.000 55 u＝0.025 5 u． 　　该核反应释放的能量为ΔE＝0.025 5×931.5 MeV＝23.75 MeV． 　　在很久很久以前，太阳的质量比现在大，太阳和地球间的万有引力比现在的大，由F＝m()2r，可知很久很久以前，地球公转的周期较短． 　　(2)以太阳为中心，日地间距离r为半径做一个球面．其表面积S球＝4πr2，r＝ct．设接收板上获得的辐射功率为，当其正对太阳光时，获得功率最大，则/P＝S/S球 　　联立求解可得＝， 　　太阳能电池能够输出的最大电功率为Pm＝η＝．

提示：

构建物理模型，将太阳辐射的能量看作照射到以太阳为中心，以日地之间距离为半径的球面上，太阳能接收板只是接收其中的一部分．