Question

目前人类正积极开发和利用太阳能，例如太阳能热水器等，小明想测出地球表面接受太阳能的总功率．
（1）天气晴朗时，小明测得太阳能热水器1h内平均能使质量26kg的水从20℃升高到30℃，则水吸收了多少热量？
（2）小明查的热水器接受太阳能的总有效面积是1.2㎡，热水器能把接受到的太阳能的50%转化为水的内能，则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率为多少？
（3）已知地球接收太阳能的总有效面积是1.3×10¹⁴m²，则地球表面接收太阳能的总功率为多少．

Answer

（1）根据热量的计算公式为Q=cm△t，从而计算出水吸收了多少的热量．
（2）太阳能的有效能量转变为水的内能即水吸收的热量，所以50%E=Q水吸，从而计算出太阳能释放的能量，又因为W=Pt，则可以得出太阳能的功率．
（3）根据上题中太阳能的平均功率，P总=PS，从而计算出太阳能总功率．
当光遇到物体的表面都会发生反射，光从一种介质斜射入另一种介质时，会发生折射．
大气层的稀疏程度不同，因而光会在大气层中发生折射．
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×26kg×（30℃-20℃）=1.092×106J．
（2）1h内1.2m2太阳能热水器接收的能量：
E===2.184×106J．
1m2接收的能量：
W==1.82×106J，
P==≈506W
（3）P总=PS=506W×1.3×1014m2≈6.6×1016W，
答：（1）水吸收了1.092×106J的热量；
（2）这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率为506W；
（3）地球表面接收太阳能的总功率为6.6×1016W．