Question

2．閱讀短文，回答問題
                                                                   空調熱水器
       空調熱水器，又名空氣能熱泵熱水器，其工作原理示意圖如題圖所示，工作過程中空調熱水器通過一種工作煤質在蒸發(fā)器里迅速變成氣態(tài)，在經過壓縮機（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重 新變成液態(tài)，達到給水加熱的目的．空調熱水器和燃氣熱水器的能量更高．
       熱水產出率和能效比是衡量空調熱水器性能的兩個重要指標．熱水產出率是指該熱水器當進水溫度為20℃，出水溫度為50℃時，每小時可出熱水的體積數(shù)，能效比是指加熱過程中水吸收的熱量與消耗電能的比值．下表為兩種型號“空調熱水器”在進水溫度20℃時測定的部分參數(shù)．

型號	A	B
出水溫度（℃）	50
額定功率（kW）	1	2
額定電壓（V）	220
熱水產出率（L/h）	100
環(huán)境溫度范圍（℃）	-10～50

（1）水箱中水的溫度升高，是通過熱傳遞方式增加了水的內能．
（2）空調熱水器工作時產生的熱量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）它所消耗的電能．
（3）下列關于空調熱水器的判斷中，正確的是D
A．工作媒質在冷凝器中不斷吸熱
B．空調熱水器消耗的電能越少，其能效比越高
C．由于電流的熱效應，熱水吸收的熱量一部分來自于電流產生的熱量
D．壓縮機通過做功的方式增加了工作媒質的內能
（4）A 型熱水器正常加熱過程中，每小時流經冷凝器中的水吸收的熱量為1.26×10⁷J，其能效比為3.5．
（5）若 B 型熱水器的能效比為 4.2，則它的熱水產出度為240L/h．

Answer 1

分析 （1）做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，它們的主要區(qū)別是：做功是能量的轉化，而熱傳遞是能量的轉移；
（2）根據空調熱水器的原理分析解答；
（3）根據物態(tài)變化和能效比的定義、工作原理、改變物體內能的方法進行解答；
（4）利用物質吸熱公式求出水吸收的熱量；根據能效比定義求解；
（5）根據能效比的定義表示出水吸收熱量和消耗電能之間的關系即可求出實際熱水產率．

解答 解：
（1）工作煤質在冷凝器中由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，發(fā)生了液化放熱，放出的熱量給水加熱，是通過熱傳遞的形式增加了水的內能；
（2）工作過程中空調熱水器通過一種工作媒質經過壓縮機（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重新變成液態(tài)，達到給水加熱的目，由此可知工作時產生的熱量大于它所消耗的電能；
（3）A．工作媒質在冷凝器中由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，發(fā)生了液化，液化是放熱過程，故A錯誤；
B．根據能效比定義可知，由于水吸收熱量不確定，故其能效比沒法確定，故B錯誤；
C．工作物質在冷凝器中重新變成液態(tài)，即液化放熱，達到給水加熱的目的，不是利用電流的熱效應工作的，故C錯誤；
D．壓縮機將工作物質壓縮成高溫高壓的氣體，壓縮機在工作過程中利用做功方式改變了工作媒質的內能，故D正確；
（3）水吸收的熱量為：
Q=cm（t-t₀）=cρV（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×0.1m³×（50℃-20℃）=1.26×10⁷J，
消耗電能：
W=Pt=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J，
熱水器的能效比：
η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{6}J}$=3.5；
（4）根據能效比可知，B型熱水器的能效比為：
η′=$\frac{Q′}{W′}$可得：
Q′=η′W′即c_水m_水（t₂-t₁）=c_水ρ_水V′（t₂-t₁）=η′P₂t，
B型熱水器工作1h提供的熱水體積為：
V′=$\frac{η′{P}_{2}t}{{c}_{水}{ρ}_{水}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$=$\frac{4.2×2000W×3600s}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×（50℃-20℃）}$=0.24m³=240L．
故答案為：（1）熱傳遞；（2）大于；（3）D；（4）1.26×10⁷；3.5；（5）240．

點評 本題是關于空調熱水器一道綜合性很強的題目，考查了熱量、電能、能效比、密度、效率等的計算等知識，要能讀懂題目的意思，注意結合題意并能從其參數(shù)中獲取有用信息．