Question

目前市場上出現了一種新型熱水器——空氣能熱水器，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(Q₃／Q₂的比值)可以達到300%~500%。問：［水的比熱容為4.2×10³J/(kg·℃)］
(1)空氣能熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃，水吸收的熱量是多少？
(2)若空氣能熱水器的熱效率是400%，將100kg的水從15℃加熱到55℃消耗的電能是多少？
(3)若空氣能熱水器的電功率是1400W，完成上面的加熱過程所用時間分別是多少？

Answer 1

(1) 1.68×10⁷J (2) 4.2×10⁶J (3) 3×10³s

(1)(3分)
水吸收的熱量：Q₃＝cm(t－t₀)＝4.2×10³J/(kg·℃)×100kg×(55℃－15℃)＝1.68×10⁷J
(2)(2分)空氣能熱水器消耗電能：Q₂＝＝＝4.2×10⁶J
(3)(3分)完成加熱過程所用的時間：t₂＝＝＝3×10³s