题目内容

10.新能源的开发利用为我们日常生活带来了极大的方便,如图是我们学校在暑假中安装的空气能热水器,其工作原理是通过少量的电量来驱动压缩机工作,把空气中的热量转移到水中,使水变热.外界气温为20℃时它每小时能将440L水从15℃升高到55℃,求:
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)若这些热量用效率为80%的锅炉为其加热,需要完全燃烧多少无烟煤?
(3)空气能热水器与锅炉相比有哪些优点?[c水=4.2×103J/(kg•℃),q烟=2.8×107J/kg].

分析 (1)利用m=ρV求出水的质量、知道初温和末温,根据公式Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量;
(2)根据效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$求出无烟煤需要放出的热量,再根据公式Q=mq求出燃烧无烟煤的质量;
(3)比较空气能热水器与锅炉,空气能热水器的优点要从安全、节能、环保方面去考虑.

解答 解:
(1)由ρ=$\frac{m}{V}$得:水的质量m=ρV=1×103kg/m3×440×10-3m3=440kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×440kg×(55℃-15℃)=7.392×107J;
(2)由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$知,Q放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.392×1{0}^{7}J}{80%}$=9.24×107J;
由Q放=mq得需要的无烟煤质量:
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{9.24×1{0}^{7}J}{2.8×1{0}^{7}J}$=3.3kg;
(3)空气能热水器与锅炉相比,空气能热水器的优点:安全、节能、无污染等.
答:(1)这些水吸收的热量是7.392×107J;
(2)若这些热量用效率为80%的锅炉为其加热,需要完全燃烧3.3kg无烟煤?
(3)空气能热水器的优点:安全、节能、无污染等.

点评 本题考查学生对空气能热水器的工作过程的理解和热量的计算,空气能热水器属于新产品,针对新产品,重大事件设计物理问题,都是中考的热点,一定要关注.

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