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(jī)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(jiǎn)化為如圖末－15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(guò)消耗少量電能驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)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(duì)冷水加熱，使水溫升高，達(dá)到制熱水的目的。下表是某型號(hào)熱泵熱水器的部分參數(shù)，其中“65 L/h”表示此熱水器當(dāng)進(jìn)水溫度為15 ℃，出水溫度為55 ℃時(shí)，每小時(shí)可出熱水65 L。請(qǐng)你解答：

(1)65 L水溫度從15 ℃升高到55 ℃吸收的熱量_________。

(2)此熱水器正常工作1 h消耗的電能 __________。

(3)此熱水器的“能效比”____________100%(填“>”“＝”或“<”)。結(jié)合工作原理說(shuō)明使用該熱水器比電熱水器節(jié)省費(fèi)用的原因____________。

Answer 1

【答案】 1.092×107 J 2.772×106 J > 在熱泵熱水器中，水獲得的內(nèi)能大部分來(lái)源于空氣，其余來(lái)源于電能，而空氣提供的內(nèi)能是免費(fèi)的。

【解析】水的體積為65L，故可得水的質(zhì)量 m=ρv=1.0×103kg/m3×65×10﹣3m3=65kg；當(dāng)水溫度從15℃升高到55℃時(shí)，水吸收的熱量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×65kg×（55℃﹣15℃）=1.092×107J．

從表格可以得出額定輸入功率為770W，可得1h熱水器消耗的電能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×106J．

因?yàn)?/span>“能效比”為熱泵機(jī)組產(chǎn)出的熱量與投入的電能之比，所以每小時(shí)，65L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．1.092×107J大于2.772×106J，所以熱水器的“能效比”大于100%；因?yàn)樵跓岜脽崴�器中，水吸收的熱量有一大部分�?lái)源于空氣，然后通過(guò)消耗少量電能獲得，而電熱水器完全是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的．