Question

美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：

到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路

直接反射	52 000×109 kJ·s-1
以热能方式离开地球	81 000×109 kJ·s-1
水循环	40 000×109 kJ·s-1
大气流动	370×109 kJ·s-1
光合作用	40×109 kJ·s-1

请选用以上数据计算：

(1)地球对太阳能的利用率约为___________________。

(2)通过光合作用，每年有______________千焦的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。

(3)每年由绿色植物通过光合作用(6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A。试根据能量关系列出A的计算式。

列式中缺少的数据用符号表示。

A=______________kg。

所缺数据的化学含义为_______________________。

Answer 1

(1)23.3%  (2)1.26×10¹⁸

(3)  光合作用每消耗6×44 g CO₂所需要吸收的能量(或每生成180 g葡萄所需要吸收的能量)。

解析:

(1)引起水循环〔如使H₂O(l)变为H₂O(g)〕、大气流动和进行光合作用的太阳能是被地球利用的太阳能，其总和为：

(40 000+370+40)×10⁹ kJ·s^-1=40 410×10⁹ kJ·s^-1

而到达地球的太阳能总和为：

(40 410+52 000+81 000)×10⁹ kJ·s^-1=173 410×10⁹ kJ·s^-1

地球对太阳能的利用率为：

×100%=23.3%。

(2)40×10⁹ kJ·s^-1×365×24×3 600 s(一年的时间)=1.26×10¹⁸ kJ。

(3)根据化学方程式进行计算，已知每年进行光合作用的太阳能为1.26×10¹⁸ kJ，求每年光合作用消耗CO₂的质量，只需补充光合作用每消耗6×44 g CO₂所需要的能量x kJ即可。由题意：

6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂；吸收能量

6×44 g                      x kJ

m(CO₂)                      1.26×10¹⁸ kJ

m(CO₂)= kg。