试题

（2013·丹阳市一模）热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一．空气源热泵热水器是新一代高“能效比”（“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比）的热水装置，其工作原理简化为如图所示．工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体，在冷凝器内液化放出热量，并对冷水加热，使水温升高，达到制热水的目的．下表是某型号热泵热水器的部分参数，其中65L/h表示此热水器当进水温度为15℃，出水温度为55℃时，每小时可出热水65升．请你解答：

额定制热水量	65L/h
额定电压/频率	220V/50Hz
额定输入功率	770W
水箱型号	100L

（1）65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量；
（2）此热水器正常工作1h消耗的电能；
（3）此热水器的“能效比”100%（选填“＞”、“=”或“＜”）．结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因．

解：（1）水的质量 m=ρv=1.0×10³kg/m³×65×10^-3m³=65kg
水吸收的热量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×65kg×（55℃-15℃）=1.092×10⁷J．
答：65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.092×10⁷J．
（2）热水器消耗的电能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×10⁶J．
答：此热水器正常工作1h消耗的电能为2.772×10⁶J．
（3）因为“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比，所以每小时，65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.092×10⁷J，而消耗的电能为2.772×10⁶J．
所以热水器的“能效比”大于100%；
因为在热泵热水器中，水吸收的热量大部分来源于空气，然后通过消耗少量电能获得，而空气中的热量是不用消耗电能的．
故答案为：＞；在热泵热水器中，水获得的内能大部分来源于空气，其余来源于电能，则空气提供的内能是免费的．