Question

（2013?湖南一模）地源熱泵是利用地下水和土壤溫度四季相對穩定的特點，通過少量電能消耗，實現冬、夏季地下與建筑物內完成高效熱交換的一種技術．該技術有節能、環保和低噪音的顯著優點，是世界上先進國家可再生能源的重點發展方向，近些年我國也投入了大量的資金試點發展．2012年11月，我市寶豐縣41所中小學的降溫取暖工程全部竣工投入使用，采用地源熱泵技術為地下水源豐富地區學校教學樓、宿舍樓和辦公樓冬季供暖夏季降溫，比使用普通用電空調節能30%～40%，圖中為寶豐某高中地源熱泵機組．
（1）系統利用水作為傳熱介質，主要是利用了水的什么特點？
（2）按每小時提供2噸熱水（有20℃加熱到80℃）計算，供熱時每小時可從地下獲取多少熱量？
（3）這些熱量如只靠消耗電能獲取，需多大功率的用電器同時工作？
（4）請對這種能源利用方式的優勢和局限性作以評價．

Answer 1

分析：（1）理解熔點和比熱容的概念：熔點越低，物質越容易熔化；比熱容是表示物質吸熱能力的物理量，比熱容越大的物質，在其他條件相同時，溫度變化較小（或降低相同的溫度放出的熱量較多）．
（2）已知水的質量、比熱容和溫度變化，可利用公式Q_水=C_水m_水△t計算水吸收的熱量；
（3）據公式P=

W

t

可以計算出功率；
（4）從辯證的角度分析即可；

解答：解：（1）水的比熱容較大，放熱能力較大，根據Q=cm△t，在m和△t相同時，放出的熱量較多，這是系統利用水作為傳熱介質的原因；
（2）∵△t=t-t₀=80℃-20℃=60℃，
∵C_水=4.2×10³J/（kg?℃），m_水=2000kg，
∴Q_水=C_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2000kg×60℃=5.04×10⁸J．
（3）據公式P=

W

t

=

5.04×108J

3600s

=140000W；
（4）地源熱泵技術的優點是：高效節能、綠色環保、安全可靠；
其缺點是：投資大，安裝過程復雜，難度高；
答：（1）水的比熱容較大，放熱能力較大，根據Q=cm△t，在m和△t相同時，放出的熱量較多，這是系統利用水作為傳熱介質的原因；（2）按每小時提供2噸熱水（有20℃加熱到80℃）計算，供熱時每小時可從地下獲取5.04×10⁸J的熱量；（3）這些熱量如只靠消耗電能獲取，需14000W的用電器同時工作；（4）地源熱泵技術的優點是：高效節能、綠色環保、安全可靠；其缺點是：投資大，安裝過程復雜，難度高；

點評：此題主要考查學生對空氣能熱水器的工作過程的理解和掌握，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，一定要關注．