图甲是目前市场上出现的世界上热效率最高的一种新型热水器--空气能热水器.它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运装置．图乙是其工作流程:压缩机将冷媒气体(与冰箱中的制冷物质氟利昂类似)变成高温高压气体.经冷凝器时被水箱内的水吸热变成液态.再经配套器件后进入蒸发器.由于蒸发器的压力骤然降低.液态的冷媒迅速变成气态.吸收大量周围空� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．图甲是目前市场上出现的世界上热效率最高的一种新型热水器--空气能热水器，它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．图乙是其工作流程：压缩机将冷媒气体（与冰箱中的制冷物质氟利昂类似）变成高温高压气体，经冷凝器时被水箱内的水吸热变成液态，再经配套器件后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，液态的冷媒迅速变成气态，吸收大量周围空气的热量，并进入下一个循环．如图丙为其电路部分的简化图．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量为Q₁，消耗的电能为Q₂，电能转化为被水吸收的能量为Q₃，最终热水得到的能量为Q₄．它的热效率（Q₄/Q₂的比值）可以达到300%～500%．表为该空气能热水器的一些技术参数．根据上述信息回答下列问题：

（1）工作时蒸发器中冷媒发生汽化现象（填一种物态变化名称）．
（2）此空气能热水器的额定输入电流是多少？（计算结果保留两位小数）
（3）在不考虑热量损失时，用额定输入功率是1400W，热效率是400%的空气能热水器将200kg的水从15℃加热到55℃，理论上需要多少时间（已知200kg的水从15℃加热到55℃需要吸收3.36×10⁷J热量）？与热效率是80%的电热水器相比，该热水器给同样多的水加热可节省多少焦耳的电能？

分析（1）物质由液态变为气态叫做汽化；
（2）利用P=UI求出电流；
（3）知道水的质量、比热、升高的温度，根据Q₄=cm（t-t₀）求出水吸收的热量．
水吸收的热量一种用电热水器直接加热，电热水器放出热量的80%被水吸收，列出等式，求出利用电热水器需要的时间，根据W_电=Pt₁求出消耗的电能．
水吸收的热量另一种用空气能热水器加热，利用已知中的η₂=$\frac{{Q}_{4}}{{Q}_{2}}$=$\frac{{Q}_{4}}{P{t}_{2}}$列出等式，求出利用空气能热水器需要的时间，根据W=Pt₂求出消耗的电能

解答解：（1）工作时，液态的冷媒迅速变成气态，发生了汽化；
（2）由P=UI可得：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1400W}{220V}$≈6.36A；
（3）Q₄=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（55℃-15℃）=3.36×10⁷J，
因为W_电=Pt₁=1400W×t₁，
Q₄=η₁W_电，
3.36×10⁷J=80%×1400W×t₁，
则t₁=3×10⁴s，
W_电=Pt₁=1400W×3×10⁴s=4.2×10⁷J．
Q₂=W=Pt₂，
η₂=$\frac{{Q}_{4}}{{Q}_{2}}$=$\frac{{Q}_{4}}{P{t}_{2}}$，即：400%=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{1400W×{t}_{2}}$，
故t₂=6×10³s，
W=Pt₂=1400W×6×10³s=8.4×10⁶J．
节省的能量为：△W=4.2×10⁷J-8.4×10⁶J=3.36×10⁷J．
答：（1）工作时蒸发器中冷媒发生现象汽化；
（2）此空气能热水器的额定输入电流是6.36A；
（3）在不考虑热量损失时，用额定输入功率是1400W，热效率是400%的空气能热水器将200kg的水从15℃加热到 55℃，理论上需要6×10³s时间；与热效率是80%的电热水器相比，该热水器给同样多的水加热可节省3.36×10⁷J的电能

点评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．

练习册系列答案

9．如图甲为一种新型电饭锅，图乙为其简化电路，其中其中R₁和R₂均为电热丝，S₁是自动控制开关．通过开关控制，可实现智能化地控制食物在不同时间段的温度．图丙为其在工作的30min内功率随时间变化的图象．已知其高温挡的功率为600W，电阻R₁=5R₂．

求：（1）请写出电饭锅在低温档保温时两个开关的通断状态．
（2）求出电饭锅在这30min内产生的热量．
（3）这个电饭锅在0～14min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电钣锅在这段时间内加热的效率[c_米饭=4.2×10³J/（kg•℃）]．

6．

某小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力二个因素是否有关”，设计了如图装置，在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，右边连弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉白纸．
（1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？D．
A．白纸、金属盒都必须匀速运动
B．白纸、金属盒都必须停止运动
C．金属盒相对地面静止，白纸必须匀速运动
D．金属盒相对地面静止，白纸运动可以不匀速
探究小组进行了3次实验，记录如下：请根据探究记录回答：

实验步骤		台式测力计示数F/N	金属盒重力G/N	弹簧测力计示数f/N
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	5	5	2
②	接着，将质量不计的氢气球系在金属盒上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	3	5	1.2
③	接着，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	3	7	2

（2）金属盒受到的重力与台秤对金属盒的支持力是（填“是”或“不是”）一对平衡力．
（3）要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论，应对比步骤①③．
（4）写出本探究的结论摩擦力大小与重力大小无关．

13．下列形变中，没有产生弹力的是（　　）

3．

在学习了动物的呼吸作用之后，科学兴趣小组设计了下图装置来研究昆虫是否进行呼吸作用，O点是一固定点，活塞连接金属滑动片AB，活塞运动，滑动变阻器阻值随之改变．闭合开关，小灯泡发光（碱石灰可以吸收二氧化碳）．实验预测与分析：装置中指针相当于杠杆，设计成AO段比OB段短，对实验现象起到了放大作用．随着昆虫不断地呼吸，小灯泡的亮度将变暗．

10．

将灯L₁接在电压为6V的电路中，消耗的功率为6W，若保持电源电压不变，在电路中再接入灯L₂，如图所示，下列说法正确的是（不考虑温度对灯丝阻值的影响）（　　）

	A．	电路的总电阻是18Ω		B．	通过灯L₁的实际电流为0.5A
	C．	灯L₂比灯L₁发光暗		D．	路消耗的总功率为4.5W

7．在底面积为6×10^-2m²，重为4N的玻璃杯中装有0.62kg的水，水面高度为0.1m．（g取10N/kg）
（1）杯底受到的水的压强．
（2）杯底对水平桌面的压强．

8．如图（甲）所示，是一电子秤的原理示意图，电源电压为6V，保护电阻R₀=60Ω，电压表量程为0～3V，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图（乙）所示．托盘放在传感器上，电路就接通，电源电压恒定不变，不计电源内阻和托盘的质量，下列说法正确的是（　　）

	A．	托盘不装物品时，电压表的示数为0.5V
	B．	当托盘上被测物品的质量增大时，则电压表示数减小
	C．	该电子秤的刻度是均匀的
	D．	当电压表的示数为1.5V时，托盘上被测物品的质量为20kg

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