Question

18．阅读短文，回答问题：
                                       空调热水器
    空调热水器，又名空气能热泵热水器．其工作原理示意图如图所示．工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态，在经过压缩机（消耗少量电能）将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目的．空调热水器具有高效节能的特点，产生相同的热水量，比传统的电热水器和燃气热水器的能量更高．
    热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标．热水产出率是指该热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水的体积数，能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值．下表为两种型号“空调热水器”在进水温度20℃时测定的部分参数．

型号	A	B
出水温度（℃）	50
额定功率（kW）	1	2
额定电压（V）	220
热水产出率（L/h）	100
环境温度范围（℃）	-10～50

（1）空调热水器工作时产生的热量大于（大于/等于/小于）它所消耗的电能．
（2）下列关于空调热水器的判断中，正确的是D
A．工作媒质在冷凝器中不断吸热
B．空调热水器消耗的电能越少，其能效比越高
C．由于电流的热效应，热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
D．压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
（3）A型热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为1.26×10⁷J，其能效比为3.5．
（4）若B型热水器的能效比为4.2，则它的热水产出度为240L/h．

Answer 1

分析 （1）（2）读题由空调热水器工作原理分析解答；
（3）利用物质吸热公式求出水吸收的热量；根据能效比定义求解；
（4）根据能效比的定义表示出水吸收热量和消耗电能之间的关系即可求出实际热水产率．

解答 解：
（1）工作过程中空调热水器通过一种工作媒质经过压缩机（消耗少量电能）将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目．由此可知工作时产生的热量大于它所消耗的电能；
（2）工作媒质在冷凝器中由气态变为液态，发生了液化，液化是放热过程，故A错误；
工作物质在冷凝器中重新变成液态，即液化放热，达到给水加热的目的，不是利用电流的热效应工作的，故C错误；
工作媒质在蒸发器中发生物态变化时不断吸热的，故C错误；
根据能效比定义可知，由于水吸收热量不确定，故其能效比没法确定，故B错误．
压缩机将工作物质压缩成高温高压的气体，压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能，故D正确；
（3）水吸收的热量为：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×0.1m³×（50℃-20℃）=1.26×10⁷J，
消耗电能：
W=Pt=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J，
热水器的能效比：
η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{6}J}$=3.5；
（4）根据能效比可知，B型热水器的能效比为：
η′=$\frac{Q′}{W′}$
可得：
Q′=η′W′即c_水m_水（t₂-t₁）=c_水ρ_水V′（t₂-t₁）=η′P₂t，
B型热水器工作1h提供的热水体积为：
V′=$\frac{η′{P}_{2}t}{{c}_{水}{ρ}_{水}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$
=$\frac{4.2×2000W×3600s}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×（50℃-20℃）}$
=0.24m³=240L．
故答案为：（1）大于；（2）D；（3）1.26×10⁷；3.5；（4）240．

点评 此题是关于空调热水器一道综合性很强的题目，考查了热量、电能、能效比、密度、效率等的计算等知识，要能读懂题目的意思，注意结合题意并能从其参数中获取有用信息．