Question

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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(jī)、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(jìn)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(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進(jìn)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(jìn)入蒸發(fā)器中進(jìn)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(jìn)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(dāng)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(jié)算結(jié)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(dá)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(zhì)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(dāng)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