Question

【题目】1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为，正对太阳能产生的电压，并对车上的电动机提供的电流，电动机的直流电阻为，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为.

(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氨核（）写出核反应方程；

(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率是多少？

(3)若质子、氨核、正电子的静止质量分别为，，，则的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功，能够维持该车行驶的时间是多少？

(4)已知太阳每秒释放的能量为，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？（太阳的质量为，结果保留一位有效数字）

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)；(4)年

【解析】

(1)根据质量数与质子数守恒，其核反应方程为：

(2)太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为，则面积为的功率为：

而太阳能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流，则获得的功率为：

因此车的太阳能电池转化太阳光能的效率为：

(3)由核反应方程可知：

而根据能量守恒，则有：

代入数据，解得：

(4)太阳每秒释放的能量为，则太阳每秒减小的质量为：

代入数据解得：

太阳的质量为，因此太阳还能存在的时间为：

年