Question

3．如圖所示，為簡易的密封冬暖蔬菜大棚，一年四季可供應(yīng)優(yōu)質(zhì)新鮮蔬菜．大棚東西走向，長度為100m，容積為2×10³m³，大棚頂部長方形塑料薄膜的寬度為10m，空氣的密度為1.2kg/m³，空氣的比熱容為1.0×10³J（kg•℃）．天氣晴朗時，從早上8點到中午12點，塑料薄膜每平米每小時透過的光能量平均為3×10⁴J，棚內(nèi)溫度由15℃升高到35℃．棚內(nèi)空氣的質(zhì)量為2.4×10³kg，空氣吸收的熱量為4.8×10⁷J，塑料大棚的熱效率是40%．

Answer 1

分析 ①已知大棚的容積和空氣的密度，可以得到空氣的質(zhì)量；
②已知棚內(nèi)空氣的質(zhì)量、比熱容和初溫度、末溫度，利用公式Q=cm△t得到空氣吸收的熱量；
③已知大棚的長和寬，可以得到接受太陽光的面積；已知塑料薄膜每平米每小時透過的光能量和采光面積、采光時間，可以得到獲得太陽能的總能量；已知空氣吸收的熱量和大棚獲得的總能量，兩者之比就是塑料大棚的熱效率．

解答 解：
①因為ρ=$\frac{m}{V}$，所以大棚內(nèi)空氣的質(zhì)量為m=ρV=1.2kg/m³×2×10³m³=2.4×10³kg；
②空氣吸收的熱量為Q_吸=cm△t=1.0×10³J/（kg•℃）×2.4×10³kg×（35℃-15℃）=4.8×10⁷J；
③大棚的采光面積為S=ab=100m×10m=1000m²，
大棚每天獲得的總能量Q_總=1000m²×4h×3×10⁴J/（m²•h）=1.2×10⁸J，
塑料大棚的熱效率為η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{總}}$×100%=$\frac{4.8×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{8}J}$×100%=40%．
故答案為：2.4×10³；4.8×10⁷；40%．

點評 此題是一道聯(lián)系實際生活的力、熱綜合題，考查了密度變形公式、熱量計算公式、熱效率計算公式的應(yīng)用，體現(xiàn)了物理與社會生活的密切聯(lián)系．