Question

2．目前市場上出現(xiàn)了一種新型熱水器--空氣能熱水器，也稱空氣源熱水器，它是通過吸收空氣中的熱量來制造熱水的“熱量搬運”裝置．其工作原理是：空氣能熱水器在工作時，吸收空氣中的能量為Q₁，消耗的電能為Q₂，通過熱交換使熱水得到的能量為Q₃，即Q₃=Q₁+Q₂．所以它的熱效率（$\frac{{Q}_{3}}{{Q}_{2}}$的比值）可以達到300%～500%．若電熱水器的熱效率是80%，空氣能熱水器的熱效率是400%，現(xiàn)使用電功率都是1400W的電熱水器和空氣能熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃．
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）熱水器和空氣能熱水器加熱時分別耗電多少？所用時間分別是多少？
（3）請你根據(jù)以上計算說明，空氣能熱水器與電熱水器相比，有哪些優(yōu)點？請列舉兩個．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、初溫、末溫和比熱，根據(jù)公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)能效比分別求出需要消耗的電能，然后根據(jù)t=$\frac{W}{P}$求出需要的時間；
（3）空氣能熱水器的優(yōu)點要從安全、節(jié)能、環(huán)保方面去考慮．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=3.36×10⁷J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$得：
電熱水器加熱時需要消耗的電能W₁=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{1}}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{80%}$=4.2×10⁷J；
空氣能熱水器需要消耗的電能W₂=$\frac{{Q}_{吸}}{{η}_{2}}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{400%}$=8.4×10⁶J；
由P=$\frac{W}{t}$得：
所用時間為t₁=$\frac{{W}_{1}}{P}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{1400W}$=3×10⁵s，
t₂=$\frac{{W}_{2}}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{1400W}$=6×10³s，
（3）空氣能熱水器的優(yōu)點：安全、節(jié)能、無污染等．
答：（1）水吸收的熱量是3.36×10⁷J；
（2）熱水器和空氣能熱水器加熱時分別耗電為4.2×10⁷J、8.4×10⁶J；所用時間分別是3×10⁵s、6×10³s；
（3）空氣能熱水器與電熱水器相比，優(yōu)點是：安全、節(jié)能、無污染．

點評 此題主要考查學(xué)生對空氣能熱水器的工作過程和熱量的計算以及對能效比的理解和掌握，空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對新產(chǎn)品，重大事件，都是中考的熱點，一定要關(guān)注．