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【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题图所示,工作过程中空调热水器通过一种工作煤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)水箱中水的温度升高,是通过方式增加了水的内能.
(2)空调热水器工作时产生的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)它所消耗的电能.
(3)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
(4)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 .
(5)若 B 型热水器的能效比为 4.2,则它的热水产出度为L/h.
【答案】
(1)热传递
(2)大于
(3)D
(4)1.26×107;3.5
(5)240
【解析】解:(1)工作煤质在冷凝器中由气态变为液态,发生了液化放热,放出的热量给水加热,是通过热传递的形式增加了水的内能;(2)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;(3)A.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; B.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;
C.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;
D.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﹣t0)=cρV(t﹣t0)=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= = =3.5;(4)根据能效比可知,B型热水器的能效比为:
η′= 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′= = =0.24m3=240L.
所以答案是:(1)热传递;(2)大于;(3)D;(4)1.26×107;3.5;(5)240.
【题目】小明家新买了一台电热水器,下表是该热水器的一些技术参数.
型号 | FED﹣H50 | 额定电压 | 220V |
最大水量 | 40L | 额定功率 | 2000W |
现将水箱中装满水,通电后正常工作30min,水温从20℃上升到40℃,在此过程中[c水=4.2×103J/(kg℃),ρ水=1.0×103kg/m3],求:
(1)电热水器正常工作的电流;
(2)电热水器所消耗的电能;
(3)水所吸收的热量.
【题目】在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小红同学用弹簧测力计匀速拉动同一木块在水平放置的长木板上进行甲、乙、丙三次实验(木块各面粗糙程度相同):
(1)
实验中匀速拉动木块的目的是利用 的知识,可以间接测出木块受到的滑动摩擦力大小.
(2)实验数据如下表:
实验过程 | 木块对木板压力/N | 弹簧测力计示数/N | 滑动摩镲力/N |
甲 | 5 | 2 | 2 |
乙 | 5 | 2 | 2 |
丙 | 7 | 2.8 | 2.8 |
①比较甲和乙实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 无关.
②比较 实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 有关.
【题目】如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成.游船照明采用节能灯和LED灯.航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统.船的航行 速度简称航速,单位为“节”,用kn表示.
航速/kn | 供电模式 | 动力系统 | 最大功率/kW |
0~4 | 纯电池 | 太阳能电池组 | |
4~8 | 柴 电 | 柴油发电机 | 300 |
(1)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示.当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻(不变/减小/增大).若将它与一只标有“3.2V 0.3A”的LED(发光二极管)一起接到电压为4V的电源上,要使LED正常工作,则应将它们联到电路中;若该电路中的电源电 压可调,则电源电压在范围内变化,它们都能正常工作.
(2)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为 f1、f2 , 则 f1与f2的比值是;当游船以纯电池模式航行时,动力系统的最大功率是kW.(设船做匀速直线运动)
(3)相比于传统的柴油动力船,智能太阳能混合动力游船有哪些优点:(写出一点即可)