Question

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空氣能熱水器
空氣能熱水器（如圖甲）是吸收空氣的熱能來(lái)制造熱水的裝置．其耗能約為電熱水器的四分之一．空氣能屬于可再生的新能源，擁有先天的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)．
圖乙是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成．制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)過(guò)程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過(guò)程相同，其工作過(guò)程如下：
A．液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，液態(tài)制冷劑可吸收外界空氣的熱能，在蒸發(fā)器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為氣態(tài)．
B．制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進(jìn)入冷凝器．
C．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣通過(guò)冷凝器時(shí)從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時(shí)釋放出大量的熱量，被水箱中儲(chǔ)備水吸收，使水溫升高，從而達(dá)到制熱水的目的．
空氣能熱水器有一個(gè)很重要的指標(biāo)是能效比，它是指水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值．能效比越高，說(shuō)明熱水器的制熱效果越好．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）試寫(xiě)出文中劃線部分①的物態(tài)變化的名稱：______；劃線部分②中是利用______的方式改變了水的內(nèi)能．
（2）利用空氣能熱水器制熱水，其效率______（選填“大于”、“等于”或“小于”）1，原因是由于______．
（3）某品牌空氣能熱水器正常工作時(shí)的參數(shù)如下：

電源電壓	額定輸入功率/kW	進(jìn)水溫度/℃	出水溫度/℃	能效比
220V	0.84	20	56	3.4

從表格中的數(shù)據(jù)可知（寫(xiě)出必要的計(jì)算過(guò)程）：
①該空氣能熱水器正常工作1h消耗的電能多大？
②這1h產(chǎn)生的熱水的體積為多大？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）；ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

解：（1）液態(tài)制冷劑可吸收外界空氣的熱能，在蒸發(fā)器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的變化是汽化；高溫高壓的蒸汽通過(guò)冷凝器時(shí)從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時(shí)釋放出大量的熱量，被水箱中儲(chǔ)備水吸收，使水溫升高，從而達(dá)到制熱水的目的，該過(guò)程是通過(guò)熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能．
（2）由于空氣能熱水器的制冷劑可以從空氣中額外的吸收熱量，所以它的效率大于1．
（3）①熱水器的電功率P=0.84kW，工作時(shí)間t=1h，
消耗電能W=Pt=0.84kw×1h=0.84kw?h=3.024×10⁶J；
②水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值為3.4，
即=3.4，則Q=3.4×W=3.4×3.024×10⁶J=1.02816×10⁷J．
由Q=cm（t-t ₀）得水的質(zhì)量m===68kg；
∵ρ=，
∴水的體積V===68×10^-3m³=68dm ³=68L．
故答案為：（1）汽化；熱傳遞（2）大于；制冷劑可以從空氣中額外的吸收熱量；
（3）①該空氣能熱水器正常工作1h消耗的電能為3.024×10⁶J
②這1h產(chǎn)生的熱水的體積為68L．
分析：（1）物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅怏w的變化是汽化，做功與熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方法．
（2）空氣能熱水器是吸收空氣的熱能來(lái)制造熱水的裝置．
（3）已知空氣能熱水器的電功率和工作時(shí)間，可求出消耗的電能；已知水的比熱容、水的初溫、末溫，以及能效比可求出質(zhì)量，進(jìn)而求出體積．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查學(xué)生對(duì)空氣能熱水器的工作過(guò)程和熱量的計(jì)算以及電功的計(jì)算的理解和掌握，空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對(duì)新產(chǎn)品，重大事件，都是中考的熱點(diǎn)，一定要關(guān)注．