太阳到地球的能量

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解决方案1：

太阳向地球释放的能量是通过太阳常数来衡量的，其值为1.97卡·厘米^2·分^-1，这意味着在地球表面，每平方厘米的面积每分钟接收约1.97卡路里的热量。
太阳的总辐射功率是3.86×10^26瓦特（相当于每秒释放的焦耳数）。地球与太阳之间的平均距离为1.496×10^8公里，因此太阳辐射到达地球时，其能量被分散到地球表面以及更远的空间。
为了计算到达地球的太阳辐射能量，我们考虑了太阳辐射在一个半径为1.496×10^8公里的球面上的分布。这个球面的面积是4×π×(1.496×10^8公里)^2，计算结果约为8.8827×10^17平方公里。然而，由于地球的存在，太阳辐射的一部分能量被地球遮挡。地球的表面积，以大圆面积计算，约为3.1416×(6.371×10^3公里)^2，即约为1.275×10^8平方公里。因此，地球截留的能量占太阳辐射总量的比例为(4×(1.496×10^8公里)^2) / (6.371×10^3公里)^2，大约是1/2.2×10^9，或者说大约是20亿分之一。
因此，太阳实际上照射到地球上的总功率是3.86×10^26瓦特乘以1/2.2×10^9，大约是1.75×10^17瓦特每秒（焦耳/秒）。如果我们将这个功率换算成电能，即1.75×10^17瓦特除以3.6×10^6，结果是4.86×10^10度电每秒，或者说每秒照到地球的能量相当于486亿度电。
最后，如果我们想要知道地球上垂直于太阳光的一平方厘米面积每分钟接收到的太阳辐射能量，我们可以这样计算：1.75×10^17瓦特除以3.1416×(6.371×10^8米)^2，再除以60秒，结果是大约8.2焦耳每平方厘米每分钟。