Question

10．熱水器的“能效比”是衡量熱水器性能的指標之一．空氣源熱泵熱水器是新一代高“能效比”（“能效比”為熱泵機組產出的熱量與投入的電能之比）的熱水裝置，其工作原理簡化為如圖所示．工作物質在蒸發器中吸收空氣的熱而迅速汽化，通過消耗少量電能驅動的壓縮機將其壓縮成高溫高壓的氣體，在冷凝器內液化放出熱量，并對冷水加熱，使水溫升高，達到制熱水的目的．右表是某型號熱泵熱水器的部分參數，其中70L/h表示此熱水器當進水溫度為15℃，出水溫度為55℃時，每小時可出熱水70升．請你解答：
（1）此熱水器正常工作1h消耗的電能？
（2）70L水溫度從15℃升高到55℃吸收的熱量？
（3）此熱水器的“能效比”＞100%（選填“＞”、“=”或“＜”）
（4）結合工作原理說明使用該熱水器比電熱水器節省費用的原因？c_水=4.2×10³J/（kg•℃）

額定制熱水量	70L/h
額定電壓/頻率	220V/50Hz
額定輸入功率	800W
水箱型號	100L

Answer 1

分析 （1）已知熱水器的功率和正常工作時間，利用W=Pt即可求出1h消耗的電能；
（2）知道水的質量、水的比熱容、水的溫度升高值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）根據“能效比”為熱泵機組產出的熱量與投入的電能之比來分析；

解答 解：
（1）此熱水器正常工作1h消耗的電能：W=Pt=800W×1×3600s=2.88×10⁶J；
（2）70L水的質量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×70×10^-3m³=70kg，
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×70kg×（55℃-15℃）=1.176×10⁷J；
（3）已知“能效比”為熱泵機組產出的熱量與投入的電能之比，
每小時70L水溫度從15℃升高到55℃吸收的熱量為1.176×10⁷J，而消耗的電能為2.88×10⁶J，
所以，此熱水器的“能效比”大于100%；
（4）因為在熱泵熱水器中，水吸收的熱量大部分來源于空氣，然后通過消耗少量電能獲得，而空氣中的熱是不用消耗電能的，所以使用該熱水器比電熱水器節省費用．
答：（1）此熱水器正常工作1h消耗的電能為2.88×10⁶J；
（2）70L水溫度從15℃升高到55℃吸收的熱量為1.176×10⁷J；
（3）＞；
（4）因為在熱泵熱水器中，水吸收的熱量大部分來源于空氣，然后通過消耗少量電能獲得，而空氣中的熱是不用消耗電能的．

點評 此題主要考查學生對熱量的計算和電功的計算的理解和掌握，空氣能熱水器屬于新產品，針對新產品，重大事件，都是中考的熱點．