Question

2．空氣能熱水器以其安全實用、經濟環保等特點，受到越來越多消費者的關注和青睞；它利用“逆卡諾”循環原理，以制冷劑為媒介，通過壓縮機的做功，實現熱能由低溫物體向高溫物體的“搬運”，從而將空氣中的熱能轉移至冷水中，并能使水獲得高于壓縮機消耗能量的熱能．若水從空氣中吸收的熱量為Q，壓縮機消耗的電能為W，通過熱交換使水吸收的熱量為Q_吸，有Q_吸=Q+W．已知某型號的空氣能熱水器一臺電功率為1800W，工作1小時能將150kg的水從15℃加熱到55℃時，已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），求：
（1）水吸收的熱量．
（2）空氣能熱水器的工作效率．

Answer 1

分析 （1）已知水的質量，水從15℃加熱到55℃，水的比熱容，利用Q=cm△t可求得水吸收的熱量．
（2）根據題意可知．熱水器消耗電能為有用能量，通過熱交換使水吸收的熱量為Q_吸為總能量，根據P=$\frac{W}{t}$公式變形可求得熱水器消耗電能，利用η=$\frac{W}{{Q}_{吸}}$可求得空氣能熱水器的工作效率．

解答 解：（1）水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃×150kg×（55℃-15℃）=2.52×10⁷J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，熱水器消耗電能W=Pt=1800W×3600s=6.48×10⁶J，
熱水器消耗電能W為有用能量，通過熱交換使水吸收的熱量為Q_吸為總能量，
空氣能熱水器的工作效率η=$\frac{W}{{Q}_{吸}}$×100%=$\frac{6.48×1{0}^{6}J}{2.52×1{0}^{7}J}$×100%≈25.7%．
答：（1）水吸收的熱量為2.52×10⁷J．
（2）空氣能熱水器的工作效率為25.7%．

點評 本題考查了吸熱公式和電功公式的應用，從題干中獲取有用的信息是關鍵，空氣能熱水器屬于新產品，針對新產品，重大事件設計物理問題，都是中考的熱點，一定要關注．