热辐射能量计算:假设是一铁块 面积是1平方米 表面温度是500度 怎样计算它所具有的热能量

太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：
Q=1.2×10³J/（m²•s）×2.1m²×3600s=9.072×10⁶J，
水吸收的热量为：
Q_吸=Qη
=9.072×10⁶J×40%
=3.6288×10⁶J；
∵Q_吸=cm△t，
∴水箱中50kg水的温度能升高的温度：
△t=
Q吸
cm=
3.6288×106J
4.2×103J/(kg•℃)×50kg=17.28℃
答：水箱中50kg水的温度能升高17.28℃．

点评：
本题考点： 热量的计算．

考点点评： 本题主要考查了太阳能中热量的计算及其对太阳能源的认识．

（1）根据f=[C/λ]
可解得：f₁=1.5×10¹⁵Hz～f₂=3×10¹³Hz（由电磁波速度公式C=fλ可求此频率范围）
（2）由公式P₀=σt⁴可求太阳表面每秒每平方米辐射的能量，乘以太阳表面积4πR_S²再乘以3600，就可得每小时太阳表面辐射的总能量．
则有，W=4πR_S²σT_S⁴3600=1.38×10³⁰J
（3）P₁=4πR_S²σT_S⁴
πr2
4π
R20，
且R₀=400R_S，
又P₂=σt⁴4πr²，
因P₁=P₂
可得t=
TS

800=204k
答：（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10^-7～1×10^-5m范围内，则相应的频率范围3×10³～1.5×10¹⁵hz．
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为1.38×10³⁰J；
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直到面积为πr²（r为火星半径）的圆盘上．已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，则估算火星的平均温度为204k．

点评：
本题考点： 光的本性学说的发展简史；光的波粒二象性．

考点点评： 考查建立正确的物理模型，运用题中的条件，注意本题数学运算也是容易失分点．

（1）空气的体积：
V=Sh=6m²×2.5m=15m³，
∵ρ=[m/V]，
∴空气的质量：
m=ρV=1.2kg/m³×15m³=18kg；
（2）四只灯泡同时正常工作时的功率：
P=P_额×4=750W×4=3000W，
它们同时正常工作250s时，发热灯加热产生的热量：
Q=W=Pt=3000W×250s=7.5×10⁵J；
（3）浴室内空气吸收的热量：
Q_吸=cm△t=1.0×10³J（kg•℃）×18kg×（25℃-10℃）=2.7×10⁵J；
（4）浴霸加热浴室内空气的能量转化率：
η=
Q吸
W×100%=
2.7×105J
7.5×105J×100%=36%．
故答案为：18；7.5×10⁵；2.7×10⁵；36．

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算；能量利用效率；热量的计算．

考点点评： 本题为电学和热学综合题，考查了学生对密度公式、吸热公式、电功率公式和效率公式的了解与掌握，虽知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大！

A、向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同，A错误；
B、向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，B错误；
C、向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增大，C错误；
D、由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，D正确．
故选：D

点评：
本题考点： 物质波．

考点点评： 本题看起来考查较为高深的内容，但其实考查的是学生读图的能力，只要认真分析是较为容易的找出答案的．

已知：S=6m² h=2.5m ρ=1.2kg/m³ c=1.0×10³J/（kg•℃） P₀=250W t=25min

（1）∵ρ=[m/V]，
∴空气的质量为m=ρV=1.2kg/m³×6m²×2.5m=18kg；
（2）空气吸收的热量：
Q_吸=cm△t=1.0×10³J/（kg•℃）×18kg×（28℃-13℃）=2.7×10⁵J；
（3）∵四只灯泡同时正常工作，
∴四只灯的总功率为P=250W×4=1000W，
∵P=[W/t]，
∴25min消耗的电能为W=Pt=1000W×25×60s=1.5×10⁶J，
浴霸加热浴室内空气的效率为η=
Q吸
W×100%=
2.7×105J
1.5×106J×100%=18%．
答：（1）浴室内空气的质量为18kg；
（2）浴室内空气吸收的热量为2.7×10⁵J；
（3）浴霸加热浴室内空气的效率为18%．

点评：
本题考点： 密度公式的应用；能量利用效率；热量的计算．

考点点评： 本题为电功和热量的综合计算题，考查了学生对密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的掌握和运用，本题关键知道灯暖型浴霸的铭牌（额定电压、额定功率）和正常工作时间求浴霸消耗的电能．

（1）太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：
Q=1.2×10³J/（m²•s）×2.1m²×3600s=9.072×10⁶J，
水吸收的热量为：
Q_吸=Qη
=9.072×10⁶J×40%
=3.6288×10⁶J；
水箱内水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，
∵Q_吸=cm△t，
∴水箱中50kg水的温度能升高的温度：
△t=
Q吸
cm=
3.6288×106J
4.2×103J/(kg•℃)×50kg=17.28℃
（2）由题知，Q_放=Q_吸=3.6288×10⁶J，
∵Q_放=mq，
∴需要完全燃烧煤气的质量：
m=
Q放
q=
3.6288×106J
4.2×107J/kg=0.0864kg=86.4g．
答：（1）1h后装满水的水箱中的冷水温度能升高17.28℃；
（2）若用煤气来提供这些热量，需要完全燃烧86.4g的煤气．

点评：
本题考点： 热平衡方程的应用；热量的计算；燃料的热值．

考点点评： 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、燃料安全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，本题与生活相连，使学生觉得学有所用，激发了学生的学习兴趣，注意计算时公式变形、单位的统一．

太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：
Q=1.2×10³J/（m²•s）×2.1m²×3600s=9.072×10⁶J，
水吸收的热量为：
Q_吸=Qη
=9.072×10⁶J×40%
=3.6288×10⁶J；
∵Q_吸=cm△t，
∴水箱中50kg水的温度能升高的温度：
△t=
Q吸
cm=
3.6288×106J
4.2×103J/(kg•℃)×50kg=17.28℃
答：水箱中50kg水的温度能升高17.28℃．

点评：
本题考点： 热量的计算．

考点点评： 本题主要考查了太阳能中热量的计算及其对太阳能源的认识．

（1）浴室空气质量m_空气=ρV=1.29×10kg=12.9kg．
空气吸热Q_空气=cm（t₂-t₁）=10²J/（kg•℃）×1.29kg/m³×10kg×（35℃-5℃）=3.87×10⁵J
消耗电能E=W=Pt=4×250×12×60J=7.2×10⁵J．
转换效率η=
Q
E＝
3.87×105
7.2×105＝53.8%．
答：转换效率为53.8%．
（2）消耗电能E=W=Pt=4×0.25×0.2KW•h=0.2KW•h．
耗电费用0.35×0.2元=0.07元．
答：耗电费用0.07元．

点评：
本题考点： 电功的计算；能量利用效率；热量的计算．

考点点评： 本题考查电功的计算，能量的利用效率，热量的计算，属于一道好题，综合性较强．

由题意可知，水吸收的热量：
Q_吸=Q_受η=8.4×10⁷J×50%=4.2×10⁷J，
由ρ=[m/V]可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg，
由Q_吸=cm△t可得，水温升高的值：
△t=
Q吸
cm=
4.2×107J
4.2×103J/(kg•℃)×200kg=50℃．
答：可使这些水的温度升高50℃．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题考查了效率公式和吸热公式的应用，计算时注意温度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末温）的区别．