Question

某物理興趣小組為了探究地球表面水吸收太陽能的本領，做了如下實驗：用一臉盆裝6kg的水，水的表面積為0.1m²，經過太陽光垂直照射15min，水溫升高了5℃．問：
（1）實驗時6kg的水15min內吸收了多少熱量？
（2）如果水吸收太陽能的效率為60%，則太陽平均每分鐘每平方米輻射的能量是多少？

Answer 1

分析：（1）根據Q=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）水吸收太陽能的效率為60%，求出表面積為0.1m²的水15min內接受的總太陽能，除以面積和時間即為太陽平均每分鐘每平方米輻射的能量．

解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_水=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×5℃=1.26×10⁵J；
（2）∵η=

Q水

Q太陽

∴表面積為0.1m²的水15min內接受的總太陽能：
Q_太陽=

Q水

η

=

1.26×105J

60%

=2.1×10⁵J，
太陽平均每分鐘每平方米輻射的能量
Q=

Q太陽

St

=

2.1×105J

0.1m2×15min

=1.4×10⁵J．
答：（1）6kg的水15min內吸收的熱量為1.26×10⁵J；
（2）太陽平均每分鐘每平方米輻射的能量是1.4×10⁵J．

點評：此題主要考查的是學生對熱量的計算、熱效率計算的理解和掌握，比較基礎的題目．