Question

空氣能熱水器是通過吸收空氣中的熱量來制造熱水的“熱量搬運(yùn)”裝置。其工作原理是：空氣能熱水器在工作時，吸收空氣中的能量為Q，消耗的電能為W，通過熱交換使水吸收的熱量為Q_吸，即Q_吸＝Q＋W，所以它的熱效率（的值）可以達(dá)到300%～500%。已知某型號空氣能熱水器的熱效率是400%，電功率為1400W，當(dāng)用此熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃時[水的比熱容為4.2×10³J/(kg·℃)，干木柴的熱值為1.2×10⁷ J/(kg·℃)]。求：

（1）水吸收的熱量；

（2）水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒多少千克的干木柴所放出的熱量；

（3）空氣能熱水器完成上述加熱過程所用的時間。

Answer 1

解：

（1）水吸收的熱量：

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=1.68×10⁷J；

答：水吸收的熱量為1.68×10⁷J；

（2）由題知，Q_吸=Q_放，

需要的干木柴質(zhì)量：

m=Q_放 / q =1.68×10⁷J / 1.2×10⁷j/kg =1.4kg；

答：需要完全燃燒1.4kg干木柴；

（3）由題意的η=Q_吸 / W =Q_吸 / Pt  =400%，

即1.68×10⁷J / 1400W×t =400%

解得t=1.2×10³s，

答：空氣能熱水器用時1.2×10³s．