Question

2．閱讀短文，回答問題
                                                                   空調(diào)熱水器
       空調(diào)熱水器，又名空氣能熱泵熱水器，其工作原理示意圖如題圖所示，工作過程中空調(diào)熱水器通過一種工作煤質(zhì)在蒸發(fā)器里迅速變成氣態(tài)，在經(jīng)過壓縮機(jī)（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重 新變成液態(tài)，達(dá)到給水加熱的目的．空調(diào)熱水器和燃?xì)鉄崴�器的能量更高�?br />       熱水產(chǎn)出率和能效比是衡量空調(diào)熱水器性能的兩個(gè)重要指標(biāo)．熱水產(chǎn)出率是指該熱水器當(dāng)進(jìn)水溫度為20℃，出水溫度為50℃時(shí)，每小時(shí)可出熱水的體積數(shù)，能效比是指加熱過程中水吸收的熱量與消耗電能的比值．下表為兩種型號(hào)“空調(diào)熱水器”在進(jìn)水溫度20℃時(shí)測(cè)定的部分參數(shù)．

型號(hào)	A	B
出水溫度（℃）	50
額定功率（kW）	1	2
額定電壓（V）	220
熱水產(chǎn)出率（L/h）	100
環(huán)境溫度范圍（℃）	-10～50

（1）水箱中水的溫度升高，是通過熱傳遞方式增加了水的內(nèi)能．
（2）空調(diào)熱水器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）它所消耗的電能．
（3）下列關(guān)于空調(diào)熱水器的判斷中，正確的是D
A．工作媒質(zhì)在冷凝器中不斷吸熱
B．空調(diào)熱水器消耗的電能越少，其能效比越高
C．由于電流的熱效應(yīng)，熱水吸收的熱量一部分來自于電流產(chǎn)生的熱量
D．壓縮機(jī)通過做功的方式增加了工作媒質(zhì)的內(nèi)能
（4）A 型熱水器正常加熱過程中，每小時(shí)流經(jīng)冷凝器中的水吸收的熱量為1.26×10⁷J，其能效比為3.5．
（5）若 B 型熱水器的能效比為 4.2，則它的熱水產(chǎn)出度為240L/h．

Answer 1

分析 （1）做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，它們的主要區(qū)別是：做功是能量的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移；
（2）根據(jù)空調(diào)熱水器的原理分析解答；
（3）根據(jù)物態(tài)變化和能效比的定義、工作原理、改變物體內(nèi)能的方法進(jìn)行解答；
（4）利用物質(zhì)吸熱公式求出水吸收的熱量；根據(jù)能效比定義求解；
（5）根據(jù)能效比的定義表示出水吸收熱量和消耗電能之間的關(guān)系即可求出實(shí)際熱水產(chǎn)率．

解答 解：
（1）工作煤質(zhì)在冷凝器中由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，發(fā)生了液化放熱，放出的熱量給水加熱，是通過熱傳遞的形式增加了水的內(nèi)能；
（2）工作過程中空調(diào)熱水器通過一種工作媒質(zhì)經(jīng)過壓縮機(jī)（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重新變成液態(tài)，達(dá)到給水加熱的目，由此可知工作時(shí)產(chǎn)生的熱量大于它所消耗的電能；
（3）A．工作媒質(zhì)在冷凝器中由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，發(fā)生了液化，液化是放熱過程，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)能效比定義可知，由于水吸收熱量不確定，故其能效比沒法確定，故B錯(cuò)誤；
C．工作物質(zhì)在冷凝器中重新變成液態(tài)，即液化放熱，達(dá)到給水加熱的目的，不是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故C錯(cuò)誤；
D．壓縮機(jī)將工作物質(zhì)壓縮成高溫高壓的氣體，壓縮機(jī)在工作過程中利用做功方式改變了工作媒質(zhì)的內(nèi)能，故D正確；
（3）水吸收的熱量為：
Q=cm（t-t₀）=cρV（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×0.1m³×（50℃-20℃）=1.26×10⁷J，
消耗電能：
W=Pt=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J，
熱水器的能效比：
η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{6}J}$=3.5；
（4）根據(jù)能效比可知，B型熱水器的能效比為：
η′=$\frac{Q′}{W′}$可得：
Q′=η′W′即c_水m_水（t₂-t₁）=c_水ρ_水V′（t₂-t₁）=η′P₂t，
B型熱水器工作1h提供的熱水體積為：
V′=$\frac{η′{P}_{2}t}{{c}_{水}{ρ}_{水}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$=$\frac{4.2×2000W×3600s}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×（50℃-20℃）}$=0.24m³=240L．
故答案為：（1）熱傳遞；（2）大于；（3）D；（4）1.26×10⁷；3.5；（5）240．

點(diǎn)評(píng) 本題是關(guān)于空調(diào)熱水器一道綜合性很強(qiáng)的題目，考查了熱量、電能、能效比、密度、效率等的計(jì)算等知識(shí)，要能讀懂題目的意思，注意結(jié)合題意并能從其參數(shù)中獲取有用信息．