随着科学技术的进步 太阳能的利用技术日趋成熟 太阳能...

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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/(min•m2).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.

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  • (1)水吸收的热量:
    Q=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=Q0.1×0.5=2.52×105J0.1×0.5=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=5.04×106J×90×6=2.7216×109J;
    (3)电池板每分钟接收太阳能:
    Q=7.5×104J/(min•m2)×8×1=6×105J,
    吸热总功率:
    P=Qt=6×105J60s=10000W,
    太阳能环保船得到的电功率(有用功率)
    P=UI=120V×10A=1200W,
    太阳能电池效率:
    η=PP×100%=1200W10000W×100%=12%.
    答:(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%.