Question

2．目前市場上出現(xiàn)了一種新型熱水器--空氣能熱水器，也稱空氣源熱水器，它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(shí)，吸收空氣中的能量為Q₁，消耗的電能為Q₂，通過熱交換使熱水得到的能量為Q₃，即Q₃=Q₁+Q₂．所以它的熱效率（$\frac{{Q}_{3}}{{Q}_{2}}$的比值）可以達(dá)到300%～500%．若電熱水器的熱效率是80%，空氣能熱水器的熱效率是400%，現(xiàn)使用電功率都是1400W的電熱水器和空氣能熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃．
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）熱水器和空氣能熱水器加熱時(shí)分別耗電多少？所用時(shí)間分別是多少？
（3）請(qǐng)你根據(jù)以上計(jì)算說明，空氣能熱水器與電熱水器相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)？請(qǐng)列舉兩個(gè)．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、初溫、末溫和比熱，根據(jù)公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)能效比分別求出需要消耗的電能，然后根據(jù)t=$\frac{W}{P}$求出需要的時(shí)間；
（3）空氣能熱水器的優(yōu)點(diǎn)要從安全、節(jié)能、環(huán)保方面去考慮．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=3.36×10⁷J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$得：
電熱水器加熱時(shí)需要消耗的電能W₁=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{1}}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{80%}$=4.2×10⁷J；
空氣能熱水器需要消耗的電能W₂=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{2}}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{400%}$=8.4×10⁶J；
由P=$\frac{W}{t}$得：
所用時(shí)間為t₁=$\frac{{W}_{1}}{P}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{1400W}$=3×10⁵s，
t₂=$\frac{{W}_{2}}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{1400W}$=6×10³s，
（3）空氣能熱水器的優(yōu)點(diǎn)：安全、節(jié)能、無污染等．
答：（1）水吸收的熱量是3.36×10⁷J；
（2）熱水器和空氣能熱水器加熱時(shí)分別耗電為4.2×10⁷J、8.4×10⁶J；所用時(shí)間分別是3×10⁵s、6×10³s；
（3）空氣能熱水器與電熱水器相比，優(yōu)點(diǎn)是：安全、節(jié)能、無污染．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)空氣能熱水器的工作過程和熱量的計(jì)算以及對(duì)能效比的理解和掌握，空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對(duì)新產(chǎn)品，重大事件，都是中考的熱點(diǎn)，一定要關(guān)注．