题目:

(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”
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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
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
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
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答案
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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
解:(1)水的质量 m=ρv=1.0×10
3kg/m
3×65×10
-3m
3=65kg
水吸收的热量Q
吸=cm(t-t
0)=4.2×10
3J/(kg·℃)×65kg×(55℃-15℃)=1.092×10
7J.
答:65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.092×10
7J.
(2)热水器消耗的电能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×10
6J.
答:此热水器正常工作1h消耗的电能为2.772×10
6J.
(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1.092×10
7J,而消耗的电能为2.772×10
6J.
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.