Question

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空氣能熱水器

空氣能熱水器是吸收空氣的熱量來制造熱水的裝置．

空氣能熱水器主要由儲水箱、毛細管、蒸發器、壓縮機、冷凝器等部件組成，其中，毛細管、蒸發器、壓縮機、冷凝器等構成密閉系統，制冷劑在該密閉系統內循環，如圖所示．其工作過程如下：

液態制冷劑經過一段很細的毛細管緩慢地進入蒸發器，在蒸發器內迅速汽化．制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進入冷凝器．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣將熱量傳遞給冷水并發生液化．制冷劑依此不斷循環流動，使儲水箱中水的溫度不斷上升．空氣能熱水器有一個很重要的指標是能效比，它是指水箱中的水吸收的熱量（Q）與空氣能熱水器消耗的能量（W）的比值．

下表是某品牌空氣能熱水器正常工作時的參數．

消耗功率／w	進水溫度／℃	出水溫度／℃	能效比
840	20	54	3.4

（1）制冷劑在 中液化．

（2）在循環過程中，制冷劑流經下列部件時從空氣中吸收熱量是 ．

A．毛細管 B．冷凝器

C．壓縮機 D．蒸發器

（3）水箱中的水溫升高，其內能 ．

（4）制冷劑在循環過程中，其內能的增加的方式是 ．

A．只有做功

B．只有熱傳遞

C．既有做功，又有熱傳遞

D．既不是做功，又不是熱傳遞

（5）該品牌空氣能熱水器正常工作1h可產生 kg的熱水．

[C水=4.2×103J/(kg·℃)]

Answer 1

（1）冷凝器（2）Ｄ（3）增加（4）Ｃ（5）72

【解析】

試題分析：（1）物體由氣態變為液態的現象是液化現象，液化需要放熱。所以在溫度低的冷凝器中，高溫高壓的蒸氣遇冷發生液化由氣態變為液態；

（2）物體由液態變為氣態的現象是汽化現象，汽化需要吸熱。液態制冷劑經過一段很細的毛細管緩慢地進入蒸發器，在蒸發器內迅速汽化，從空氣中吸收熱量．

（3）物體的內能與溫度有關：物體的溫度越高，分子運動速度越快，內能就越大。所以水箱中的水溫升高，其內能變大；

（4）.改變物體的內能兩種方法：做功和熱傳遞，“制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進入冷凝器”的過程中對蒸汽做功，是通過做功的方式內能增大；“液態制冷劑經過毛細管緩慢地進入蒸發器，在蒸發器內吸熱迅速汽化”是通過熱傳遞的方式增大內能；

（5）熱水器消耗電能W=Pt=0.84kw×1h=0.84kw?h=3.024×106J；

由題意知能效比即水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機等電器消耗的電能（W）的比值是3.4，所以=3.4，

故水吸收的熱量：Q=3.4×W=3.4×3.024×106J=1.02816×107J．

由熱量公式Q=cm（t-t0）得

水的質量=72kg．

考點：物態變化、內能、熱量計算