日光发动机和日光加热器_教学参考-查字典物理网

日光发动机和日光加热器

查字典物理网 2012-12-29

有一种极吸引人的想法，就是利用日光能来烧热蒸汽机的锅炉。让我们先来做一个不太复杂的计算。地球上每一平方厘米的表面，在大气界限以外受到太阳光线的直射，每分钟接受到的日光能，是能精确地测量出来的。这个数量显然是不变的，所以把它叫做“太阳常数”。太阳常数的数值，就整数来说，是每分钟每平方厘米约8焦耳。可是，太阳经常不断地给地球送来的这份热量，并不能完全到达地球表面：大约有半个小卡钟里接受的热量，可以算它5．8焦耳的热量。改用平方米来说，就是每分钟58000焦耳，或每分钟14大卡，也就是每秒钟大约1／4焦耳。我们知道，4．18千焦耳（l大卡）的热完全变成机械工作的时候，可以产生4184．6焦耳（427千克力米）的功。因此，竖直地射在1平方米地面上的日光，大约可以供给我们980焦耳每秒或略大于980瓦的能。

要太阳的辐射能完成这么多的功，必须在最有利的条件下──阳光得竖直地射在地面上，并且得100％变成功。可是目前已经实现了的那些直接利用日光能做动力的尝试，离这种理想的条件还很远。它们的效率都不超过5％～6％。只是在最近才有几种最有效的日光发动机，效率达到了15％。

利用太阳的辐射能来做机械工作比较难，但是利用它来产生热却比较容易。如太阳能热水器，是目前使用最普遍和成效最好的一种太阳能装置，它可以为家庭、工厂或浴室、旅馆等公共场所提供洗澡、洗衣、炊事等用途的热水，水温在夏季一般能达到50－60摄氏度。这种装置构造简单，成本不高，在北纬45度到南纬45度之间的城乡地区最适用，因为这个地区里每年大约有2000小时以上的日照时间。现在全世界至少有几百万台太阳能热水器在工作。

还有利用太阳能来蒸煮食物的太阳灶，利用太阳能来干燥农副产品的太阳能干燥器，在广大农村地区，特别在燃料缺乏的地区，也很有发展前途。

在有些干旱的沿海或海岛地区和一些内陆咸水地区，还利用太阳能蒸馏器来制取淡水。

另外，在某些现代化的建筑设计中，正在考虑利用太阳能供建筑采暖或空气调节。

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