Question

【题目】随着科学技术的进步，太阳能的利用技术日趋成熟，太阳能﹣内能的转换，是目前最普遍的形式，某中学物理STS小组的同学在太阳能的利用方面作了一些探究．

①为了测定地表植物接收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为0.1m2的水盆，盛6kg的水，经太阳垂直照射了30min，温度升高了10℃．认定地表植物接收太阳能的能力与水相同．

②同学们还利用太阳能电池板做了一艘环保船，电池板接收太阳能的面积为8m2，它正对太阳能时产生120V的电压，并对船上的电动机提供10A的电流，已知电池板上垂直接收的太阳能为7.5×104J/（minm2）．求：

（1）这盆水吸收的热量是多少？

（2）若每天有效光照6h，则面积为90m2的草坪一天吸收了多少太阳能？

（3）太阳能环保船得到的电功率为多少？这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为多少．

Answer 1

【答案】（1）这盆水吸收的热量是2.52×105J；

（2）面积为90m2的草坪一天吸收了2.7216×109J的化学能；

（3）太阳能环保船得到的电功率为1200W，这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为12%．

【解析】（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×6kg×10℃=2.52×105J；

（2）1m2水面上每小时吸收的太阳能：Q===5.04×106J；

90m2足球场上的绿草每天6h接收的太阳能（储存的化学能）：

Q总=5.04×106J×90×6=2.7216×109J；

（3）电池板每分钟接收太阳能：Q=7.5×104J/（minm2）×8×1=6×105J，

吸热总功率：P总===10000W，

太阳能环保船得到的电功率（有用功率）

P有=UI=120V×10A=1200W，

太阳能电池效率：η=×100%=×100%=12%．