Question

取一橫截面積是3×10^-2m²的不高的圓筒，筒內裝水0.6kg，用它來測量射到地面的太陽能．某天中午在太陽光照射下2min后，水的溫度程式高了1℃．已知射到大氣頂層的太陽能只有約42%的到達地面，另外約58%被大氣吸收或反射而未到達地面．設直射到水面的太陽能均被水吸收，則太陽輻射的功率最接近于下列的哪一個值（太陽與地球間距離約為1.5×10¹¹m，水的比熱容為4.2×10³J/kg?℃（　　）

A、1.2×10²⁶J/s

B、4.7×10²⁶J/s

C、2.8×10²⁸J/s

D、5.5×10²⁸J/s

Answer 1

分析：先根據Q=cm△t求出水所吸收的熱量，這是橫截面積是3×10^-2m²的圓筒在2min內獲得的太陽能，再求出在陽光直射下，地球表面每平方米每秒鐘獲得的能量．
再求出每平方米每秒鐘射到大氣頂層的太陽能總量，再乘以4πr²，即求得太陽輻射的功率．

解答：解：橫截面積是3×10^-2m²的圓筒在2min內吸收的熱量為 Q=cm△t=4.2×10³×0.6×1J=2.52×10³J
在陽光直射下，地球表面每平方米每秒鐘獲得的能量為 E=

Q

St

=

2.52×103

3×10-2×120

=700J/（m²?s）
每平方米每秒鐘射到大氣頂層的太陽能總量為 E₀=

E

42%

太陽輻射的功率為 P=E₀?4πr2
代入數據解得，P=4.7×10²⁶W
故選B

點評：本題要搞清功率的意義，建立模型，同時要有耐心，計算要細心．