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太阳熄灭的水量计算(纯理论分析)(1 / 2)

在进行太阳熄灭的水量计算之前,我们需要明确一些基础参数。根据 NASA 在 2022 年实测的数据,太阳的辐射功率为 3.8×102? W。同时,我们还需要知道水的比热容和汽化潜热,水的比热容为 4.18 J/(g·K),汽化潜热为 2257 J/g。

接下来,我们假设太阳的能量完全被水吸收,并且水在吸收能量后完全汽化。那么,我们可以通过以下公式计算出需要多少水才能吸收太阳的全部能量:

分阶段计算

(1)升温阶段:

将 1kg 水从绝对零度(-273.15℃)加热至 100℃,需要的能量为:

Q?=cmΔT=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃ - (-273.15℃)) = 1.58×10?J

(2)汽化阶段:

1kg 水完全汽化需要的能量为:

Q? = 2257 kJ = 2.257×10?J

(3)总能量需求:

每 kg 水完全相变耗能:

Q = Q? + Q? = 3.837×10?J

水量需求

抵消 1 秒辐射需要的水量为:

m=Q/cΔT=3.837×10?J/(4.2×103J/(kg·℃)×100℃) = 9.136×102kg