Question

為了應對全球金融危機，我國政府出臺了家電下鄉政策，空氣源熱泵熱水器被列入家電下鄉的商品目錄，它的基本工作原理如下：
熱媒在熱泵的作用下在系統內循環流動，它在熱泵內完成氣態的升壓升溫過程（溫度高達100℃），它進入散熱器后釋放出高溫熱量加熱水，同時自己被冷卻并轉化為液態①；當它運行到吸熱器后，液態熱媒被吸熱并轉化氣態②，同時溫度下降至零下20℃左右，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將低溫熱量傳遞給熱媒．熱媒不斷循環就實現了空氣中的低溫熱量轉變為高溫熱量并加熱冷水的過程．
空氣源熱泵熱水器所消耗的電能僅是帶動熱泵工作，由于大量空氣中的熱量進入系統，使熱水得到的能量遠遠大于熱泵消耗的電能，空氣能熱水器最主要的性能指標是“制熱系數”，制熱系數就是指用戶獲得的熱能同熱水器消耗的電能的比值，它可高達300%以上．
（1）試寫出文中劃線部分的兩個物態變化的名稱：①______  ②______
（2）家庭每天用60℃熱水200㎏，若水的初溫是15℃，則水吸收的熱量為______）
（3）若該家庭使用空氣源熱泵熱水器提供熱水，空氣源熱泵熱水器的“制熱系數”，是315%，每天需要消耗的電能是______  合______千瓦時
（4）熱泵熱水器中水增加的內能是能量的______（填“轉移”或“轉化”）

Answer 1

【答案】分析：（1）物質從氣態變為液體叫液化，物質從液態變為氣態叫汽化，根據變化前后的狀態判斷；
（2）知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容，根據吸熱公式Q_吸=cm△t計算出水吸收的熱量；
（3）知道空氣源熱泵熱水器的制熱系數（用戶獲得的內能同熱水器消耗的電能的比值），可求每天需要消耗的電能，而1kW?h=3.6×10⁶J，據此求解；
（4）改變內能的方法有：做功和熱傳遞，做功實質是能量的轉化、熱傳遞實質是能量的轉移．
解答：解：
（1）熱媒從氣態轉化為液態叫液化，當它運行到吸熱器后，液態熱媒轉化氣態叫汽化；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（60℃-15℃）=3.78×10⁷J；
（3）由題知，=315%，
∴每天需要消耗的電能：
W_電===1.2×10⁷J≈3.3kW?h；
（4）空氣的熱轉移給水，使熱泵熱水器中水內能增加、溫度升高，發生了能量的轉移．
故答案為：（1）液化；汽化（2）3.78×10⁷J；（3）1.2×10⁷J；3.3；（4）轉移．
點評：本題以空氣源熱泵熱水器為背景，考查了學生對物態變化（液化、汽化）、吸熱公式、改變內能方法的了解與掌握，題干內容較多，仔細閱讀，從中得出相關信息并利用好是本題的關鍵．