Question

【題目】閱讀短文，回答問題

空調熱水器

空調熱水器，又名空氣能熱泵熱水器．其工作原理示意圖如圖所示．工作過程中空調熱水器通過一種工作媒質在蒸發器里迅速變成氣態，在經過壓縮機（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重新變成液態，達到給水加熱的目的．空調熱水器具有高效節能的特點，產生相同的熱水量，比傳統的電熱水器和燃氣熱水器的能量更高．

“熱水產出率”和“能效比”是衡量空調熱水器性能的兩個重要指標．熱水產出率是指該熱水器當進水溫度為20℃，出水溫度為50℃時，每小時可出熱水的體積數，能效比是指加熱過程中水吸收的熱量與消耗電能的比值．下表為兩種型號“空調熱水器”在進水溫度20℃時測定的部分參數．

（1）空氣能屬于______ （選填“可再生”或“不可再生”）能源，,空調熱水器工作時產生的熱量 （大于/等于/小于）它所消耗的電能．

（2）下列關于空調熱水器的判斷中，正確的是

A．工作媒質在冷凝器中不斷吸熱

B．空調熱水器消耗的電能越少，其能效比越高

C．由于電流的熱效應，熱水吸收的熱量一部分來自于電流產生的熱量

D．壓縮機通過做功的方式增加了工作媒質的內能

（3）A型熱水器正常加熱過程中，每小時流經冷凝器中的水吸收的熱量為 J，其能效比為 ．

（4）若B型熱水器的能效比為4．2，則它的熱水產出率為 L/h．

（5）圖乙所示的電磁繼電器電路是空調熱水器的溫控系統原理圖．當停止用水且冷凝器中的水溫達到50℃時，水中的熱敏電阻RT的阻值將變________（選填“大”或“小”），從而使電磁鐵的N極將銜鐵吸下，立即切斷壓縮機工作電路．請你根據以上工作原理，用筆畫線代替導線將圖乙中的電路連接完整．

Answer 1

【答案】（1）大于；

（2）D；

（3）1．26×107；3．5；

（4）240

【解析】

試題分析：（1）空氣能屬于可再生能源；工作過程中空調熱水器通過一種工作媒質經過壓縮機（消耗少量電能）將其壓縮成高溫高壓的氣體，然后在冷凝器中重新變成液態，達到給水加熱的目，由此可知工作時產生的熱量大于它所消耗的電能；

（2）工作媒質在冷凝器中由氣態變為液態，發生了液化，液化是放熱過程，故A錯誤；工作物質在冷凝器中重新變成液態，即液化放熱，達到給水加熱的目的，不是利用電流的熱效應工作的，工作媒質在蒸發器中發生物態變化時不斷吸熱的，故C錯誤；根據能效比定義可知，由于水吸收熱量不確定，故其能效比沒法確定，故B錯誤．壓縮機將工作物質壓縮成高溫高壓的氣體，壓縮機在工作過程中利用做功方式改變了工作媒質的內能，故D正確；

（3）水吸收的熱量為：Q=cm△t=4．2×103J/（kg℃）×1．0×103kg/m3×0．1m3×（50℃-20℃）=1．26×107J，

消耗電能：W=Pt=1×103W×3600s=3．6×106J，熱水器的能效比：η=Q/W=1．26×107J/3．6×106J=3．5；

（4）根據能效比可知，B型熱水器的能效比為：η′=Q′/W′可得：Q′=η′W′，

即c水m水（t2-t1）=c水ρ水V′（t2-t1）=η′p2t，

B型熱水器工作1h提供的熱水體積為：V′=η′p2t/c水ρ水（t2t1）=4．2×2000W×3600s/4．2×103J/（kg℃）×1．0×103kg/m3×（50℃20℃）=0．24m3=240L；

（5）由題意可知當停止用水且冷凝器中的水溫達到50℃時，水中的熱敏電阻RT的阻值將變小，從而使電磁鐵的N極將銜鐵吸下，立即切斷壓縮機工作電路；電路連接如圖