内容正文:
宇宙中的地球
太阳辐射与太阳能
▲‖日冕物质抛射
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【2022年福建】11.阅读材料,完成下列任务。
为了提高贵州省高原峡谷喀斯特地貌区多种自然资源的利用效率,某科研团队设计了一种新型太阳能热水器(下图),新增了带有出水孔的反射镜面面板、雨水接水板和集水管等。
根据当地自然条件,结合新型太阳能热水器的新增设计,分析其如何提升自然资源的利用效率。
【真题研究】——太阳能热水器
【详解】
由材料可知,试验地地处贵州高原峡谷,虽然纬度较低,但是由于地形落差大,山高谷深,日照时间较短,且西南山区阴雨天气较多,到达地面的太阳辐射总量较少。西南地区多喀斯特地貌,虽然降水条件较丰富,但是地面多裂隙,地表水易渗漏,使得地表水存续较少,可利用水资源并不充足。同时,由图可得,新型太阳能热水器的新增设计有:反射镜面面板、反射镜面面板有出水孔、雨水接水板和集水管四个部件,作用于太阳辐射和大气降水两方面。反射镜面面板通过将缝隙处漏下的太阳辐射反射回太阳能集热管,使太阳能集热管背光一侧获得更多太阳辐射,提高太阳能利用率;
反射镜面面板有出水孔,通过雨水接水板和集水管接收雨水,充分利用屋顶空间,将大气降水储存起来,供日常生活生产使用,提高水资源利用效率。
①地处贵州省高原峡谷,日照时间较短,且阴雨天气较多,到达地面的太阳辐射少;
②该热水器反射镜面面板使太阳能集热管背光一侧获得更多太阳辐射,提高太阳能利用率;
③喀斯特地貌区地面多裂隙,地表水易渗漏,该热水器反射镜面面板有出水孔,通过雨水接水板和集水管接收雨水,提高水资源利用效率。
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一、太阳辐射
1.几个概念:
(1)太阳辐射:太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。太阳光按电磁波可分为可见光线和不可见光线。不可见光线又可以分为射线、紫外线、红外线、微波和电波。
(2)辐射:
是指可见光、紫外线以及其他形式的电磁波在太空中传输能量的方式。
所有绝对温度在零度以上的物质都会发出辐射。物质的温度越高,其辐射的波长越短。
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一、太阳辐射
1.几个概念:
(3)天文辐射:到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。
由地球的天文位置决定的,称为天文辐射。(还没受到地球大气的影响)
太阳常数:
是指在日地平均距离(1.5亿km)上,大气顶界垂直于太阳光线的单位面积每秒钟接受的太阳辐射。太阳常数要在地球大气层之外,垂直于入射光的平面上测量。由于太阳表面常有有黑子等太阳活动的缘故,太阳常数并不是固定不变的,一年当中的变化幅度在1%左右。雨云7号卫星空腔辐射仪观测的结果:①太阳常数是变化的;②大部分太阳常数逐日变化的谷值与太阳黑子的峰值相对应。
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一、太阳辐射
2.能量来源:
太阳内部的核聚变反应。
H
H
H
H
高温
高压
1 He+能量
太阳寿命:
按爱因斯坦质能方程(E=mc²)计算,太阳寿命为100亿年,目前正处于稳定而旺盛的中年时期50亿年。
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一、太阳辐射
3.太阳辐射到达地面的过程:
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一、太阳辐射
4.影响:
(1)直接或间接为地球提供资源能源:
(直接)为地球提供光热资源,地球上生物的生长发育离不开太阳;
(间接)人类生产和生活的主要能源:煤、石油,太阳能。
(2)地球上大气运动、水循环、外力作用和生命活动等运动的主要动力。
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一、太阳辐射
5.人类对太阳能的利用途径
(1)直接利用太阳能,如光热转换(太阳能热水器)、光电转换(光伏发电);
(2)太阳能即时转化的能量,如风能、水能、波浪等;
(3)地质历史时期固定的太阳能,如煤炭、石油和天然气等化石燃料。
家庭太阳能供热系统
柴达木盆地中的太阳能光发电站
家庭屋顶安装的太阳能系统,将吸收的太阳能转化为热能。
太阳能光伏电站利用太阳能电池板方阵将太阳能直接转化为电能。世界上有很多国家都建设了大规模的太阳能光伏电站。
【课堂拓展】—— 煤炭的形成
(1)植物残骸的沉积
煤炭的形成始于植物残骸的沉积。在地球的古代,陆地上茂盛的植被覆盖了大部分地球表面。当这些植物死亡后,它们的残骸会被带到水中,沉积在湖泊和河流的底部。随着时间的推移,这些残骸逐渐被泥沙和泥土所覆盖,形成了厚厚的沉积层。
(2)压实和脱水
随着沉积层的不断增加,植物残骸逐渐被压实。在这个过程中,残骸中的水分和气体被挤出,使残骸变得更加致密。此外,高压和高温还会促使残骸中的碳质物质发生化学变化。
(3)生物分解
随着植物残骸的不断沉积,它们被埋藏在越来越深的地层中。在这个过程中,残骸