Question

美國《科學美國人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數據：

到達地球表面的太陽輻射能的幾條主要去路

直接反射	52 000×109 kJ·s-1
以熱能方式離開地球	81 000×109 kJ·s-1
水循環(huán)	40 000×109 kJ·s-1
大氣流動	370×109 kJ·s-1
光合作用	40×109 kJ·s-1

請選用以上數據計算：

(1)地球對太陽能的利用率約為___________________。

(2)通過光合作用，每年有______________千焦的太陽能轉化為化學能(每年按365天計)。

(3)每年由綠色植物通過光合作用(6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂)為我們生存的環(huán)境除去二氧化碳的質量為A。試根據能量關系列出A的計算式。

列式中缺少的數據用符號表示。

A=______________kg。

所缺數據的化學含義為_______________________。

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)引起水循環(huán)〔如使H₂O(l)變?yōu)镠₂O(g)〕、大氣流動和進行光合作用的太陽能是被地球利用的太陽能，其總和為：

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

而到達地球的太陽能總和為：

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

地球對太陽能的利用率為：

×100%=23.3%。

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

(3)根據化學方程式進行計算，已知每年進行光合作用的太陽能為1.26×10¹⁸ kJ，求每年光合作用消耗CO₂的質量，只需補充光合作用每消耗6×44 g CO₂所需要的能量x kJ即可。由題意：

6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂；吸收能量

6×44 g                      x kJ

m(CO₂)                      1.26×10¹⁸ kJ

m(CO₂)= kg。