Question

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空气能热水器
空气能热水器（如图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置．其耗能约为电热水器的四分之一．空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势．
图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成．制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：
A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，液态制冷剂可吸收外界空气的热能，在蒸发器内部转化为气态．
B．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．
C．在冷凝器中，高温高压的蒸气通过冷凝器时从气态转化为液态，同时释放出大量的热量，被水箱中储备水吸收，使水温升高，从而达到制热水的目的．
空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值．能效比越高，说明热水器的制热效果越好．

请回答下列问题：
（1）试写出文中划线部分①的物态变化的名称：______；划线部分②中是利用______的方式改变了水的内能．
（2）利用空气能热水器制热水，其效率______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1，原因是由于______．
（3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：

电源电压	额定输入功率/kW	进水温度/℃	出水温度/℃	能效比
220V	0.84	20	56	3.4

从表格中的数据可知（写出必要的计算过程）：
①该空气能热水器正常工作1h消耗的电能多大？
②这1h产生的热水的体积为多大？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）；ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

解：（1）液态制冷剂可吸收外界空气的热能，在蒸发器内部转化为气态的变化是汽化；高温高压的蒸汽通过冷凝器时从气态转化为液态，同时释放出大量的热量，被水箱中储备水吸收，使水温升高，从而达到制热水的目的，该过程是通过热传递的方式改变水的内能．
（2）由于空气能热水器的制冷剂可以从空气中额外的吸收热量，所以它的效率大于1．
（3）①热水器的电功率P=0.84kW，工作时间t=1h，
消耗电能W=Pt=0.84kw×1h=0.84kw?h=3.024×10⁶J；
②水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值为3.4，
即=3.4，则Q=3.4×W=3.4×3.024×10⁶J=1.02816×10⁷J．
由Q=cm（t-t ₀）得水的质量m===68kg；
∵ρ=，
∴水的体积V===68×10^-3m³=68dm ³=68L．
故答案为：（1）汽化；热传递（2）大于；制冷剂可以从空气中额外的吸收热量；
（3）①该空气能热水器正常工作1h消耗的电能为3.024×10⁶J
②这1h产生的热水的体积为68L．
分析：（1）物质由液态变为气体的变化是汽化，做功与热传递是改变物体内能的两种方法．
（2）空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置．
（3）已知空气能热水器的电功率和工作时间，可求出消耗的电能；已知水的比热容、水的初温、末温，以及能效比可求出质量，进而求出体积．
点评：此题主要考查学生对空气能热水器的工作过程和热量的计算以及电功的计算的理解和掌握，空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件，都是中考的热点，一定要关注．