综穿夏目友人帐耽美文:太阳辐射到地球的太阳能总功率

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/28 13:56:31
已知太阳辐射到地球的太阳能总功率为1.70×1017瓦,如果地球半径取6400千米,地日距离取1.50×1011米,试估计太阳向空间辐射的总功率为 ▲ 瓦。考虑大气层反射和太阳能热水器转化效率等因素,假定总的利用率为20%。试计算阳光垂直照射在集热面积为2米2的太阳能热水器上,6个小时后能使其中150升的水温度升高 ▲ ℃。
要详细的过程

楼上关于第一题的算法我非常赞同,但大家要注意的是S1的是地球过圆心截面的面积,而S2则是整个球面面积,计算公式有所不同,原理是当太阳辐射到地球的时候如果地球背面有块足够大的光屏,那么在光屏上就会有个地球的呈圆形的阴影,所以相当于阻挡了太阳辐射整个球面的S1/S2的面积。

按照给出的数据,第二个问题的答案是:18.1℃(第一个问题与人类没多大关系!)
六个小时只将150升水的水温升高了18度,看来纯太阳能热水器的功效也很有限,太阳能热水器基本上也是个摆设而已(太阳能热水器很多时候都是用电加热来达到温度要求的------只是太阳能热水器厂家都有意回避了这个问题)。
这组数据提示我们:以上述数据为基础,一台2平米集热器的热水器6小时相当于共获得近3.2千瓦*时的能量,按每度电0.5元计算,每天可节省1.6元,即使每年365天都是这种理想条件,相对于用电热水器,太阳能热水器初装至少多花二千元以上(相应档次),后期的维护费用也高于电热热水器,要想收回初装多出的投资,靠省电钱至少要省4、5年时间。

第一题:先算出地球的大圆面积S1,再算出以太阳为球心,半径为1.50×10^11米的球面面积S2,S1/S2得到比例,最后用1.70×10^17瓦除以这个比例。注意单位换算。

这道题目是第八届自然科学竞赛初赛第39题.
答案是:3.7×10^26 18
前一个我也不知道怎么做,不过后一个很简单:
地球半径取6400千米,那么地球的面积为:6400000^2×PI
m2.而水的比热4.2×10^3J/(kg•℃).还有利用率是20%.太阳辐射到地球的太阳能总功率为1.70×10^17瓦.6小时.150升水.可以列式求解:1.70×10^17瓦×6×60×60秒×20%×2m2÷(6400000^2*PIm2)÷4.2×10^3J/(kg•℃)÷(150m3×1000kg/m3).
就这样了

自然界中一个巨大的天然能源。太阳以电磁波辐射形式向四周发出巨大能量。太阳辐射到地球大气层上界的能量总功率为170万亿千瓦,大气反射30%,吸收23%,达到地球陆地和海洋表面的能量总功率为80万亿千瓦。地球上太阳能的数量十分巨大,远远超过所有其他形式的能源,两周内向地球投射的太阳能总量就相当于地球全部矿物燃料蕴藏量的总和。太阳能的发射可持续数千亿年,因此是取之不尽,用之不竭的天然能源。太阳能的利用,分为间接利用和直接利用两种形式。所谓间接利用,就是指那些被固定在草木燃料、矿物燃料、风能、水力、海洋能中的太阳能;而直接利用,则是将太阳能直接转化为热能、电能和化学能。直接利用太阳能的技术广泛应用于采暖、供热、制冷、太阳灶、太阳能发电等,在各种新能源的开发利用之中,它的前景最为宽广,意义最为深远。

就是麻烦点,其实你慢慢看可以算的半球表面积.水的能量再除以20%