Question

10．新能源的開發(fā)利用為我們日常生活帶來了極大的方便，如圖是我們學校在暑假中安裝的空氣能熱水器，其工作原理是通過少量的電量來驅動壓縮機工作，把空氣中的熱量轉移到水中，使水變熱．外界氣溫為20℃時它每小時能將440L水從15℃升高到55℃，求：
（1）這些水吸收的熱量是多少？
（2）若這些熱量用效率為80%的鍋爐為其加熱，需要完全燃燒多少無煙煤？
（3）空氣能熱水器與鍋爐相比有哪些優(yōu)點？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_煙=2.8×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）利用m=ρV求出水的質量、知道初溫和末溫，根據(jù)公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$求出無煙煤需要放出的熱量，再根據(jù)公式Q=mq求出燃燒無煙煤的質量；
（3）比較空氣能熱水器與鍋爐，空氣能熱水器的優(yōu)點要從安全、節(jié)能、環(huán)保方面去考慮．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得：水的質量m=ρV=1×10³kg/m³×440×10^-3m³=440kg，
水吸收的熱量：
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得需要的無煙煤質量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{9.24×1{0}^{7}J}{2.8×1{0}^{7}J}$=3.3kg；
（3）空氣能熱水器與鍋爐相比，空氣能熱水器的優(yōu)點：安全、節(jié)能、無污染等．
答：（1）這些水吸收的熱量是7.392×10⁷J；
（2）若這些熱量用效率為80%的鍋爐為其加熱，需要完全燃燒3.3kg無煙煤？
（3）空氣能熱水器的優(yōu)點：安全、節(jié)能、無污染等．

點評 本題考查學生對空氣能熱水器的工作過程的理解和熱量的計算，空氣能熱水器屬于新產品，針對新產品，重大事件設計物理問題，都是中考的熱點，一定要關注．