Question

(10分)閱讀下面的短文，回答問題。

空氣能熱水器在我國是一種新型的熱水器．它的工作原理如圖所示，其中壓縮機、冷凝器、配套節(jié)流器件、蒸發(fā)器組成了熱泵，熱泵中封裝了沸點很低的制冷劑．熱泵工作過程：①液態(tài)制冷劑經(jīng)過配套節(jié)流器件緩慢地進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中迅速汽化，并從空氣中吸收熱量；②制冷劑汽化生成的蒸氣進入壓縮機被壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進入冷凝器；③在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣將熱傳遞給水箱中的冷水并發(fā)生液化；④低溫低壓的液體經(jīng)過配套節(jié)流裝置后再次進入蒸發(fā)器中進行下一個循環(huán)．

某品牌兩種型號空氣能熱水器的測定參數(shù)如上右表(在環(huán)境溫度20℃，進水溫度20℃時測定)：

（1）水箱中水的溫度升高，是通過 方式增加了水的內(nèi)能。

（2）查表可知型號A的熱水產(chǎn)率為120L/h，它的物理意義是A型空氣能熱水器工作1h可以使120L的水溫度升高35℃．由此可推算，A型熱水器工作1h，使水箱中水獲得能量是 J，制熱的功率是 kW。[水的比熱容c水 =4.2×103J/(kg?℃)]

（3）這種熱水器有一種性能參數(shù)叫做“能效比”，其定義為：當水吸收Q的熱量，電流所做的功為W時，能效比η=Q/W, 則A型熱水器的能效比為 。(結算結果取整數(shù))

（4）若B型熱水器能效比與A型熱水器相同，而出水溫度只要求達到45℃時，則它工作1h能產(chǎn)熱水 L。

Answer 1

（1）熱傳遞（2）1.764×107 、 4.9（3）4 (4)192

【解析】

試題分析：（1）改變內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞，因為高溫高壓的蒸氣將熱傳遞給水箱中的冷水并發(fā)生液化；所以，水箱中水的溫度升高，是通過熱傳遞的方式改變。（2）根據(jù)題意知道水的體積V=120L,所以，水的質量m=ρV=10×103kg/m3×120×10-3m3=120kg，所以，水吸收的熱量是Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×120kg×35℃=1.764×107J， 制熱的功率由P=W/t=1.764×107J/1h= 4.9kw。（3）根據(jù)題意知道“能效比”，的定義為：當水吸收Q的熱量，電流所做的功為W時，能效比η=Q/W, A型熱水器的輸入功率是PA=1.2kw，1h消耗電能W=PAt=1.2kw×1h=1.2kw·h=4.32×106J，由（2）知道1h水吸收的熱量Q=1.764×107J,所以，A型熱水器的能效比為η=Q/W=1.764×107J/=4.32×106J=4。（4）根據(jù)題意知道B型熱水器的輸入功率PB=1.4kw，1h消耗電能WB=1.4kw·h=5.04×106J，水吸收的熱量QB=ηWB=4×5.04×106J=2.02×107J，又因為Q=cm△t=CρV△t，所以B型熱水器工作1h產(chǎn)生熱水的體積V=Q/Cρ△t=2.02×107J/（4.2×103 J/(kg?℃)×1.0×103kg/m3（45-20）℃=0.192m3=192L

考點：電功和電熱的計算