エネルギーの問題

質問

3つ問題があるのですが、どうしてもわかりません。
よろしくお願いします。

1．地表1ｍ^3当たり342Wの太陽光エネルギーが降り注ぐ。地球の半径を6,400kmとして1年間に地球が受け取る太陽光エネルギーの全量をJで求めよ。

2．光合成は1m^2(平方メートル)当たり平均320gの植物(乾燥重量)を生産するが、その50％は炭素である。日本の国土378千km＾2(キロ平方メートル)のうち森林が65％として、毎年固定される炭素の量(g)を求めよ。

3．ハブの高さが30m、羽根の直径が40m、風力交換率が25％の風力発電機がある。地上30mの年間平均風力密度が500W/m^2(平方メートル)の地区で運転されたとき、この発電機は年間どれだけの電気エネルギー(kW/h)を発生するか。

私が利用してる教科書なのですが、答えがなく困っています。よろしくお願いします。

回答No.4

nigamushikun

＞６４００×６４００×３４２＝４３７７６００J

これは間違っていますよ。この問題は地球を完全な球と仮定して解くことが前提とされています。まずは球の表面積を求める式を調べなおしてください。半径×半径は表面積ではありません。

＞光合成によって1m^2(平方メートル)当たりに固定される炭素量の求め方がわかりません。

生産される植物に含まれる炭素を「固定される炭素」とみなしてください。

＞羽根が回転したときに描かれる円の面積の求め方がわかりません。

羽根の直径を「羽根が回転したときに描かれる円の直径」とみなして考えてください。

まずはここまでです。また式を立ててみてください。

回答No.3

Ichitsubo

補足いたします。
エネルギーと仕事率の関係はご存じですよね？
１Ｊ＝１Ｗ＊１ｓをつかいましょう。

回答No.2

nigamushikun

＞できれば式のほうもお願いできないでしょうか。

まずは私の文章を読んで貴方が式を立ててみてください。で、具体的にどこがどのように分からないのかを詳しく説明してください。話はそれからです。

補足

1.の問題はどうにかどけそうだったのでといてみました。（自信はありませんが）

６４００×６４００×３４２＝４３７７６００J

２．光合成によって1m^2(平方メートル)当たりに固定される炭素量の求め方がわかりません。

３．羽根が回転したときに描かれる円の面積の求め方がわかりません。

２．３ははじめからの問題の意味がよくわからずとけずに至っています。テストに出そうな問題なので、お付き合いのほどお願いします。

回答No.1

nigamushikun

＞1．地表1ｍ^3当たり342Wの太陽光エネルギーが降り注ぐ。地球の半径を6,400kmとして1年間に地球が受け取る太陽光エネルギーの全量をJで求めよ。

地球の表面積を求めて地表1ｍ^3当たりのエネルギーをかければよいだけです。

＞2．光合成は1m^2(平方メートル)当たり平均320gの植物(乾燥重量)を生産するが、その50％は炭素である。日本の国土378千km＾2(キロ平方メートル)のうち森林が65％として、毎年固定される炭素の量(g)を求めよ。

光合成によって1m^2(平方メートル)当たりに固定される炭素量を求め、それに日本の国土の森林部分の面積をかければよいだけです。

＞3．ハブの高さが30m、羽根の直径が40m、風力交換率が25％の風力発電機がある。地上30mの年間平均風力密度が500W/m^2(平方メートル)の地区で運転されたとき、この発電機は年間どれだけの電気エネルギー(kW/h)を発生するか。

羽根が回転したときに描かれる円の面積を求め、風力交換率をかけ、さらに地上30mの年間平均風力密度をかければ答えが出ます。単位の換算に気をつけてください。

お礼

回答ありがとうございます。

できれば式のほうもお願いできないでしょうか。