Question

7．太陽能是一種廉價的無污染能源，開發(fā)和利用的前景非常廣闊．從有關(guān)資料獲悉，在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接受到的熱輻射為J=1.2×10³焦/（米²•秒）（這個物理量的物理意義是每平方米的面積每秒鐘接受到1.2×10³焦的熱輻射能量）．已知地球半徑為6.4×10³千米，地球接受太陽熱輻射的有效面積，可以簡化為以地球半徑為半徑的圓面積．假若將來人類能將地球接受到的太陽熱輻射能量的1%加以利用，則在一晝夜之內(nèi)，利用的太陽能相當(dāng)于多少度電？這些能量相當(dāng)于多少優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的熱量？（一晝夜的時間為8.64×10⁴秒，優(yōu)質(zhì)煤的燃燒值為3.0×10⁷焦/千克，保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）線根據(jù)S=πr²計算出地球圓面積，再根據(jù)Q_吸=SJt計算，最后結(jié)合1kW•h=3.6×10⁶J求出相當(dāng)于多少度電；
（2）由題知，Q_放=Q_吸，而Q_放=mq，據(jù)此求出需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）地球的圓面積S=πr²=3.14×（6.4×10⁶m）²≈1.29×10¹⁴m²，
所以地球在一晝夜吸收的熱量Q_吸=SJt=1.29×10¹⁴m²×1.2×10³焦/（米²•秒）×8.64×10⁴s≈1.34×10²²J；
W=Q=1.34×10²²J=3.72×10¹⁵kW•h．
（2）優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.34×1{0}^{22}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$≈4.47×10¹⁴kg．
答：在一晝夜之內(nèi)，利用的太陽能相當(dāng)于3.72×10¹⁵度電；這些能量相當(dāng)于4.47×10¹⁴kg優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的熱量．

點評 本題考查太陽能的計算，解答此題的關(guān)鍵是熱量的計算公式，此題是數(shù)據(jù)較大，要認真．