Question

某校研究性學習小組為估測太陽對地面的輻射功率，制作了一個半徑0.10m的0℃的冰球，在環境溫度為0℃時，用黑布把冰球包裹后懸吊在彈簧秤下放在太陽光中．經過40min后彈簧秤的示數減少了3.5N．已知冰的熔化熱λ=3.35×10⁵J/kg，請你幫助這個小組估算太陽光垂直照射在每平方米面積上的輻射功率（冰的熔化熱是指一個標準大氣壓下1kg0℃的冰熔化成0℃的水所吸收的熱量．設冰融化成水后，全部滴離黑布包著的冰球．g=10m/s²，結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析：太陽光照射到冰球上的面積為πr²，根據能量守恒定律列式求解．

解答：解：時間t=2400s
面積S=πr²=3.14×10^-2m²
冰減少的質量m=

F

g

=0.35kg
冰吸收的熱量Q=λm=1.17×10⁵J
由熱平衡方程PSt=Q
所以P=1.6×10³W/㎡
答：太陽光垂直照射在每平方米面積上的輻射功率為1.6×10³W/㎡．

點評：本題考查了能量守恒定律的直接運用，注意借助物理量的單位理解物理量之間的關系，基礎題．