Question

7．空調(diào)是一種常用的家用電器，它是利用了叫做氟利昂的物質(zhì)作為“熱”的搬運工，把室內(nèi)的熱搬運到室外或把室外的熱搬運到室內(nèi)．元亮同學(xué)家的電能表上標有600r/kW•h字樣，元亮臥室的面積15m²（有效空間為40m³），元亮發(fā)現(xiàn)冬天只有空調(diào)工作時，電能表的轉(zhuǎn)盤5min轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，房間溫度升高10℃．
（1）已知空氣的比熱容為10³J/（kg•℃），空氣密度約1.3kg/m³．則室內(nèi)空氣溫度升高10℃吸收的熱量是多少？
（2）該空調(diào)工作5min消耗的電能是多少？
（3）設(shè)空調(diào)制冷和制熱耗電功率相同，該空調(diào)的耗電功率是多大？
（4）比較（1）和（2）結(jié)果的大小關(guān)系，簡要回答造成這種關(guān)系的原因．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式m=ρv求出空氣的質(zhì)量，再利用公式Q_吸=cm△t可求吸收的熱量；
（2）已知每消耗1千瓦時轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動600轉(zhuǎn)，可求60轉(zhuǎn)消耗的電能；
（3）已知消耗的電能和工作時間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求耗電功率；
（4）空調(diào)機并不是依靠電能加熱的，電驅(qū)動的只不過是壓縮機，依靠壓縮機，使氟利昂帶著空氣中的熱量進入空調(diào)機，從而循環(huán)加熱室內(nèi)空氣．所以說，真正加熱室內(nèi)空氣的是室外空氣中的熱量．

解答 解：（1）房屋內(nèi)空氣質(zhì)量m=ρv=40m³×1.3kg/m³=52kg；
室內(nèi)空氣溫度升高10℃吸收的熱量Q_吸=cm△t=1×10³J/（kg•℃）×52kg×10℃=5.2×10⁵J；
（2）該空調(diào)工作5min消耗的電能W=$\frac{60r}{600r/kW•h}$=0.1kW•h=3.6×10⁵J；
（3）該空調(diào)的耗電功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.1kW•h}{\frac{5}{60}h}$=1.2kW；
（4）比較（1）和（2）結(jié)果可知：W＜Q_吸，由此判斷空調(diào)制熱時不是電加熱室內(nèi)空氣，是由于空氣源熱泵是從空氣里面提取熱量，把熱量從溫度低的地方搬到溫度高的地方．
答：（1）室內(nèi)空氣溫度升高10℃吸收的熱量是2.184×10⁶J；
（2）該空調(diào)工作5min消耗的電能是3.6×10⁵J；
（3）該空調(diào)的耗電功率是1.2kW；
（4）空調(diào)制熱時不是電加熱室內(nèi)空氣，是由于空氣源熱泵是從空氣里面提取熱量，把熱量從溫度低的地方搬到溫度高的地方．

點評 本題以空調(diào)機為載體考查了氟利昂的特性和物體的變化、質(zhì)量的計算、熱量的計算等，關(guān)鍵是明白空調(diào)機工作的原理和能量的轉(zhuǎn)化以及計算過程中的單位換算．