太陽(yáng)每秒鐘向地球輻射的總能量,據(jù)《科學(xué).美國(guó)人》雜志1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如此5項(xiàng)數(shù)據(jù)(詳見(jiàn)表格),其中前2項(xiàng)沒(méi)有被地球利用,請(qǐng)選用表格中數(shù)據(jù)計(jì)算:
以直接反射方式離開(kāi)地球 52000×109千焦/秒
以熱能方式離開(kāi)地球 81000×109千焦/秒
用于水循環(huán)于 40000×109千焦/秒
用于大氣流動(dòng) 370×109千焦/秒
用于光合作用 40×109千焦/秒
(1)地球?qū)μ?yáng)輻射能的利用率約為
 
%
(2)因光合作用,每分鐘有
 
千焦的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.
分析:離開(kāi)地球的能量屬于額外功,用于水、大氣和光合作用的能量屬于有用功,兩者之和屬于總功.根據(jù)機(jī)械效率的公式,進(jìn)行計(jì)算.
解答:解:(1)以1s作為單位
額外功W=52000×109KJ+81000×109KJ=133000×109KJ
有用功W=40000×109KJ+370×109KJ+40×109KJ=40410×109KJ
W=W+W=40410×109KJ+133000×109KJ=173410×109KJ
地球?qū)μ?yáng)輻射能的利用率η=
W
W
×100%=
40410×109KJ
173410×109KJ
×100%=23.3%
(2)1min=60s
太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能W=40×109KJ×60s=2400×109KJ=2.4×1012KJ
故答案為:
(1)23.3%
(2)2.4×1012
點(diǎn)評(píng):本題考查學(xué)生對(duì)總功、有用功和額外功的分析判斷能力和計(jì)算能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知每秒鐘從太陽(yáng)射到地球上垂直太陽(yáng)光的每平方米截面上的輻射能為,若太陽(yáng)向各個(gè)方向的輻射是均勻的,日地間距離為,則太陽(yáng)每秒鐘向周?chē)椛涞哪芰看蠹s為________(球面面積)

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  太陽(yáng)是宇宙中的一個(gè)大火球,每秒鐘有300億億千焦能量向宇宙空間輻射.地球距離太陽(yáng)有1.5億千米之遙,加上大氣層的阻礙,所以只能收到太陽(yáng)總輻射能量的20億分之一,不過(guò),就是這么一點(diǎn)太陽(yáng)能,就相當(dāng)于全世界目前所需能量的65萬(wàn)億倍.不言而喻,太陽(yáng)是我們地球上可以獲得的最大能源庫(kù).太陽(yáng)能還具有無(wú)污染,無(wú)公害的優(yōu)點(diǎn).所以,有人提出了“全球調(diào)節(jié)太陽(yáng)能”的設(shè)想,就是利用太陽(yáng)能解決全球的能源問(wèn)題.以沙特阿拉伯為例,該國(guó)平均每年的日照約為3000h,每平方米土地吸收陽(yáng)光所產(chǎn)生的能量足以點(diǎn)亮40盞25W的燈泡.與此相反,世界上有些地區(qū)雨水太多,終年少見(jiàn)太陽(yáng),要發(fā)展太陽(yáng)能電站就無(wú)從談起.要是能將沙漠地區(qū)的太陽(yáng)能送到那兒該有多好!若這一設(shè)想變成現(xiàn)實(shí),將為未來(lái)的能源危機(jī)找到一條理想的出路.到那時(shí),地球上的太陽(yáng)能系統(tǒng)無(wú)論是天空晴朗,還是陰雨連綿,它都能正常運(yùn)轉(zhuǎn).這一系統(tǒng)把分散在整個(gè)地球上的太陽(yáng)能電池組連接在一起,根據(jù)各地的定單,在全球范圍內(nèi)調(diào)節(jié)使用,把電力輸送到需要的地方去.

閱讀上述材料并回答下列問(wèn)題:

(1)太陽(yáng)能有哪些優(yōu)點(diǎn)?

(2)請(qǐng)你指出為什么要提出“全球調(diào)節(jié)太陽(yáng)能”的設(shè)想.你認(rèn)為這一設(shè)想可能實(shí)現(xiàn)嗎?談出你的看法.

(3)請(qǐng)你舉例說(shuō)明太陽(yáng)能的利用,并指出其能量轉(zhuǎn)化形式.(至少三例)

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以直接反射方式離開(kāi)地球 52000×109千焦/秒
以熱能方式離開(kāi)地球 81000×109千焦/秒
用于水循環(huán)于 40000×109千焦/秒
用于大氣流動(dòng) 370×109千焦/秒
用于光合作用 40×109千焦/秒
(1)地球?qū)μ?yáng)輻射能的利用率約為_(kāi)_____%
(2)因光合作用,每分鐘有______千焦的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.

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用于光合作用 40×109千焦/秒
(1)地球?qū)μ?yáng)輻射能的利用率約為_(kāi)_____%
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