19.(2203)随着科学技术的进步,太阳能的利用技术日趋成熟,太阳能一内能的转换,是目前最普遍的形式,某中学物理STS小组的同学在太阳能的利用方面作了一些探究。
①为了测定地表植物接收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为$0.1m^2$的水盆,盛6kg的水,经太阳垂直照射了30 min,温度升高了10°C,认定地表植物接收太阳能的能力与水相同。
②同学们还利用太阳能电池板做了一艘环保船,电池板接收太阳能的面积为$8m^2,$它正对太阳能时产生120V的电压,并对船上的电动机提供10A的电流。已知电池板上垂直接收的太阳能为$7.5×10^4J/(min·m^2)。$求：
(1)这盆水吸收的热量是多少；
(2)若每天有效光照6h,则面积为$90m^2$的草坪一天吸收了多少太阳能；
(3)太阳能环保船得到的电功率为多少？这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为多少。

(1)2.52×10⁵J；(2)2.7216×10⁹J；(3)1200W，12%

(1)水吸收的热量：$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^{3}\,J/(kg·°C)×6\,kg×10\,°C=2.52×10^{5}\,J$
(2)30分钟即$0.5\,h$，单位面积单位时间接收太阳能：$P_{太阳}=\frac{Q_{吸}}{S t}=\frac{2.52×10^{5}\,J}{0.1\,m^2×0.5\,h}=5.04×10^{6}\,J/(m^2·h)$
一天吸收太阳能：$Q=P_{太阳} S' t'=5.04×10^{6}\,J/(m^2·h)×90\,m^2×6\,h=2.7216×10^{9}\,J$
(3)电功率：$P=UI=120\,V×10\,A=1200\,W$
电池板接收太阳能功率：$P_{总}=7.5×10^{4}\,J/(min·m^2)×8\,m^2×\frac{1}{60}\,min/s=10000\,W$
效率：$\eta=\frac{P}{P_{总}}×100\%=\frac{1200\,W}{10000\,W}×100\%=12\%$