Question

【题目】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．

（1）空气能属于______ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，,空调热水器工作时产生的热量 （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

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 J，其能效比为 ．

（4）若B型热水器的能效比为4．2，则它的热水产出率为 L/h．

（5）图乙所示的电磁继电器电路是空调热水器的温控系统原理图．当停止用水且冷凝器中的水温达到50℃时，水中的热敏电阻RT的阻值将变________（选填“大”或“小”），从而使电磁铁的N极将衔铁吸下，立即切断压缩机工作电路．请你根据以上工作原理，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整．

Answer 1

【答案】（1）大于；

（2）D；

（3）1．26×107；3．5；

（4）240

【解析】

试题分析：（1）空气能属于可再生能源；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，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=Q/W=1．26×107J/3．6×106J=3．5；

（4）根据能效比可知，B型热水器的能效比为：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型热水器工作1h提供的热水体积为：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）由题意可知当停止用水且冷凝器中的水温达到50℃时，水中的热敏电阻RT的阻值将变小，从而使电磁铁的N极将衔铁吸下，立即切断压缩机工作电路；电路连接如图