Question

【題目】熱水器的“能效比”是衡量熱水器性能的指標(biāo)之一．空氣源熱泵熱水器是新一代高“能效比”(“能效比”為熱泵機組產(chǎn)出的熱量與投入的電能之比)的熱水裝置，其工作原理簡化為如圖所示．工作物質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收空氣的熱迅速汽化，通過消耗少量電能驅(qū)動的壓縮機將其壓縮成高溫高壓的氣體，在冷凝器內(nèi)液化放出熱量，并對冷水加熱，使水溫升高，達到制熱水的目的．下表是某型號熱泵熱水器的部分參數(shù)，其中65L/h表示此熱水器當(dāng)進水溫度為15℃，出水溫度為55℃時，每小時可出熱水65L．請你解答：

額定制熱水量	65L/h
額定電壓/頻率	220V/50Hz
額定輸入功率	770W
水箱型號	100L

（1）65L水溫度從15℃升高到55℃吸收的熱量是多少？

（2）此熱水器正常工作1h消耗的電能是多少？

（3）此熱水器的“能效比”______100%（選填 “＞”、“=”或“＜”)．結(jié)合工作原理說明使用該熱水器比電熱水器節(jié)省費用的原因是什么？

Answer 1

【答案】(1)1.092×107J (2)2.772×106J (3)＞，水獲得的內(nèi)能大部分來源于空氣，其余來源于電能

【解析】知道水的體積、水的比熱容、水的溫度升高值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；已知熱水器的功率和正常工作時間，利用W=Pt即可求出1h消耗的電能；根據(jù)“能效比”為熱泵機組產(chǎn)出的熱量與投入的電能之比來分析此題．（1）水的質(zhì)量 m=ρv=1.0×103kg/m3×65×10-3m3=65kg，

水吸收的熱量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×65kg×（55℃-15℃）=1.092×107J；

（2）熱水器消耗的電能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×106J；

（3）因為“能效比”為熱泵機組產(chǎn)出的熱量與投入的電能之比，所以每小時，60L水溫度從15℃升高到55℃吸收的熱量為1.092×107J ，而消耗的電能為2.772×106J．

所以熱水器的“能效比”大于100%；

因為在熱泵熱水器中，水吸收的熱量大部分來源于空氣，然后通過消耗少量電能獲得，而空氣中的熱是不用消耗電能的。