在地面上用直径D=10厘米的凸透镜将阳光会聚于质量为50克的一铝壶,铝壶内装有50克的水.若太阳光辐射能量的百分之八十被铝壶和水吸收,水温升高了25摄氏度.求地面上每平方米面积每分钟辐

Question

在地面上用直径D=10厘米的凸透镜将阳光会聚于质量为50克的一铝壶,铝壶内装有50克的水.若太阳光辐射能量的百分之八十被铝壶和水吸收,水温升高了25摄氏度.求地面上每平方米面积每分钟辐射的太阳能是多少焦耳.

Answer 1

铝壸质量m=50g=0.05kg,比热容c=0.924*10^3J/kg.度
水的质量m'=50g=0.05kg,比热容c'=4.2*10^3J/kg.度
能量转换率n=80%=0.8
透镜半径R=D/2=10cm/2=5cm=0.05m
Q吸=cmt+c'm't=0.924*10^3*0.05*25+4.2*10^3*0.05*25=6405J
凸透镜每分钟接受的太阳能E'=Q吸/nt=6405/(0.8*10)=800.6J
凸透镜面积S=丌R^2=3.14*0.05*0.05=7.85*10^-3m^2
地面上每平方米面积每分钟辐射的太阳能为
E=E'/S=800.6/(7.85*10^-3)=1.02*10^5J