Question

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空氣能熱水器
空氣能熱水器（如圖甲）是吸收空氣的熱能來制造熱水的裝置．其耗能約為電熱水器的四分之一．空氣能屬于可再生的新能源，擁有先天的節能環保的優勢．
圖乙是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲水箱、毛細管、蒸發器、壓縮機、冷凝器等部件組成．制冷劑在毛細管、蒸發器、壓縮機、冷凝器之間循環過程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環過程相同，其工作過程如下：
A．液態制冷劑經過一段很細的毛細管緩慢地進入蒸發器，液態制冷劑可吸收外界空氣的熱能，在蒸發器內部轉化為氣態．
B．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．
C．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣通過冷凝器時從氣態轉化為液態，同時釋放出大量的熱量，被水箱中儲備水吸收，使水溫升高，從而達到制熱水的目的．
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能（Q）與壓縮機等電器消耗的電能（W）的比值．能效比越高，說明熱水器的制熱效果越好．

請回答下列問題：
（1）試寫出文中劃線部分①的物態變化的名稱：______；劃線部分②中是利用______的方式改變了水的內能．
（2）利用空氣能熱水器制熱水，其效率______（選填“大于”、“等于”或“小于”）1，原因是由于______．
（3）某品牌空氣能熱水器正常工作時的參數如下：

電源電壓	額定輸入功率/kW	進水溫度/℃	出水溫度/℃	能效比
220V	0.84	20	56	3.4

從表格中的數據可知（寫出必要的計算過程）：
①該空氣能熱水器正常工作1h消耗的電能多大？
②這1h產生的熱水的體積為多大？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）；ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

解：（1）液態制冷劑可吸收外界空氣的熱能，在蒸發器內部轉化為氣態的變化是汽化；高溫高壓的蒸汽通過冷凝器時從氣態轉化為液態，同時釋放出大量的熱量，被水箱中儲備水吸收，使水溫升高，從而達到制熱水的目的，該過程是通過熱傳遞的方式改變水的內能．
（2）由于空氣能熱水器的制冷劑可以從空氣中額外的吸收熱量，所以它的效率大于1．
（3）①熱水器的電功率P=0.84kW，工作時間t=1h，
消耗電能W=Pt=0.84kw×1h=0.84kw?h=3.024×10⁶J；
②水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機等電器消耗的電能（W）的比值為3.4，
即=3.4，則Q=3.4×W=3.4×3.024×10⁶J=1.02816×10⁷J．
由Q=cm（t-t ₀）得水的質量m===68kg；
∵ρ=，
∴水的體積V===68×10^-3m³=68dm ³=68L．
故答案為：（1）汽化；熱傳遞（2）大于；制冷劑可以從空氣中額外的吸收熱量；
（3）①該空氣能熱水器正常工作1h消耗的電能為3.024×10⁶J
②這1h產生的熱水的體積為68L．
分析：（1）物質由液態變為氣體的變化是汽化，做功與熱傳遞是改變物體內能的兩種方法．
（2）空氣能熱水器是吸收空氣的熱能來制造熱水的裝置．
（3）已知空氣能熱水器的電功率和工作時間，可求出消耗的電能；已知水的比熱容、水的初溫、末溫，以及能效比可求出質量，進而求出體積．
點評：此題主要考查學生對空氣能熱水器的工作過程和熱量的計算以及電功的計算的理解和掌握，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．