Question

7．閱讀下面的短文，回答問(wèn)題．
空氣能熱水器
如圖甲所示，空氣能熱水器是吸收空氣的熱能來(lái)制造熱水的裝置，其耗能約為電熱水器的四分之一．空氣能屬于可再生的新能源，擁有先天的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)．
如圖乙是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成．制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)，過(guò)程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過(guò)程相同，其工作過(guò)程如下：
A．液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中迅速汽化，并從空氣中吸收熱能．
B．制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進(jìn)入冷凝器．
C．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣將熱能傳遞給冷水并發(fā)生液化．
制冷劑依此不斷循環(huán)流動(dòng)，使水的溫度不斷上升．空氣能熱水器有一個(gè)很重要的指標(biāo)是能效比，它是指水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值，能效比越高，說(shuō)明熱水器的制熱效果越好．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）制冷劑在蒸發(fā)器中汽化，在冷凝器中液化．
（2）制冷劑在工作循環(huán)過(guò)程中，將空氣中的熱能不斷地“搬運(yùn)”至水中．
（3）某品牌空氣能熱水器正常工作時(shí)的參數(shù)如下：

電源電壓	額定輸入功率/kW	進(jìn)水溫度/℃	出水溫度/℃	能效比
220V	0.84	20	56	3.4

從表格中的數(shù)據(jù)可知，該空氣能熱水器正常工作1h可產(chǎn)生的熱水的體積為68L．[水的比熱容為c_水=4.2×10³ J/（ kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程叫液化，液化放熱；
（2）制冷劑在蒸發(fā)器中汽化吸熱，吸收空氣中的熱量，自身內(nèi)能增加，在冷凝器中液化放熱，所放出的熱量被水吸收，從而使水的內(nèi)能增加；
（3）能效比η=$\frac{Q}{W}$，水吸收的熱量可通過(guò)Q=cm（t-t_o）來(lái)運(yùn)算，壓縮機(jī)等電器消耗的電能可以用W=Pt來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此得η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{c{m}_{水}（t-{t}_{0}）}{Pt}$，此等式中，已知水的比熱、進(jìn)入溫度和出水溫度、輸入工率和工作時(shí)間，由此算出水的質(zhì)量m，再根據(jù)公式V=$\frac{m}{ρ}$，便可求出產(chǎn)生的水的體積．

解答 解：（1）由題可知，在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣發(fā)生液化并將熱能傳遞給冷水；
（2）制冷劑在工作循環(huán)過(guò)程中，在蒸發(fā)器中汽化吸收空氣熱量，內(nèi)能增加，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓狀態(tài)后進(jìn)入冷凝器液化，液化放熱且熱量被水吸收，因此制冷劑在工作循環(huán)過(guò)程中，將空氣中的熱能不斷地“搬運(yùn)”至水中；
（3）根據(jù)題意，能效比η=$\frac{Q}{W}$，結(jié)合Q=cm（t-t_o）和W=Pt得：
η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{c{m}_{水}（t-{t}_{0}）}{Pt}$
m_水=$\frac{ηPt}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{3.4×0.84×1{0}^{3}W×1×3600s}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（56℃-20℃）}$=68kg；
V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{68kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.068m³=68L
故答案為：（1）冷凝器；（2）空氣；水；（3）68．

點(diǎn)評(píng) 本題講述了空氣能熱水器的工作原理，要求我們掌握其工作過(guò)程中的物態(tài)變化，理解有關(guān)熱量和功率的運(yùn)算公式，綜合性和應(yīng)用性都較強(qiáng)．