Question

13．太陽是離我們最近的恒星，距地球1.5 億千米，它是一個龐大而熾熱的氣體球，每時每刻不斷向外釋放出巨大的能量：
（1）太陽內(nèi)部進行著大規(guī)模的核聚變（聚變/裂變），釋放的能量以電磁波的形式向空間輻射．
（2）假設(shè)太陽光以平行光束入射到地面，太陽一年中輻射到地球表面的總能量約1.87×10²⁴ J，這些能量只有1.1×10²⁴ J的能量到達地球使水蒸發(fā)，而后凝結(jié)成雨降落到地面，在常溫常壓下蒸發(fā)1kg水需要2.2×10⁶J 的能量，取地球的表面積S=5×10¹⁴m²，試估算整個地球的年平均降水量（降水量以毫米表示）．

Answer 1

分析 （1）太陽釋放的能量主要來自于內(nèi)部發(fā)生的核聚變，向外界不斷的釋放光和熱；
（2）先根據(jù)題意求出凝結(jié)成雨滴年降落到地面水的總質(zhì)量，然后根據(jù)密度公式和幾何知識求出整個地球的年平均降水量．

解答 解：（1）在太內(nèi)部陽進行著大規(guī)模的核聚變，其釋放的能量主要以電磁波的形式輻射出來，向外界不斷的釋放光和熱．
（2）太陽在一年中輻射到地球表面使水蒸發(fā)的能量W=1.1×10²⁴J，
設(shè)凝結(jié)成雨滴年降落到地面水的總質(zhì)量為m，
則有：m=$\frac{1.1×1{0}^{24}J}{2.2×1{0}^{6}J/kg}$=5×10¹⁷kg，
設(shè)使地球表面覆蓋一層水的厚度為h，
則有：h=$\frac{m}{{ρ}_{水}{S}_{地球}}$=$\frac{5×1{0}^{17}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×5×1{0}^{14}{m}^{2}}$=1m=1000mm；
故答案為：（1）聚變；電磁波；（2）整個地球的年平均降水量為1000mm．

點評 本題考查學生對太陽中的核聚變、熱“輻射”的本質(zhì)等知識的掌握情況，關(guān)鍵建立物理模型，知道地球系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)移情況，會利用已有知識知識列式即可解題，難度不大．