Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

空氣能熱水器

空氣能熱水器工作原理如圖甲所示．蒸發(fā)器從室外空氣吸熱，加熱低沸點氟介質(zhì)并使其汽化，氟介質(zhì)蒸汽由壓縮機壓縮升溫后，進入冷凝器液化釋放熱量傳遞給水箱中的冷水，隨后經(jīng)過“節(jié)流降溫過濾降壓”回到室外的蒸發(fā)器開始下一個循環(huán)。

空氣能熱水器具有高效節(jié)能的特點，它工作時，氟介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收熱空氣的能量QA；壓縮機消耗電能W轉(zhuǎn)化為機械能，再由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終氟介質(zhì)在冷凝器中釋放給冷水的熱量，通常我們用“能效比”（即放出的熱量與消耗的電能的比值）來反映空氣能熱水器的節(jié)能性能。

某款空氣能熱水器，它的部分技術(shù)參數(shù)如下表：

額定制熱量P1/W	2800	電源規(guī)格U/V	220
額定電功率P2/W	600	水箱容積V/L	200
適用環(huán)境溫度范圍：－7～43℃

（1）在空氣能熱水器中，是通過____（加壓/降溫）方法使氟介質(zhì)液化的。

（2）氟介質(zhì)經(jīng)膨脹閥減壓后，它的沸點所在溫度范圍可能是____。

A．低于－7℃ B．高于43℃ C．高于50℃ D．－7℃ ～43℃

（3）正常使用時，將一箱15℃ 的冷水加熱到55℃，消耗的電能為____kW·h。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

（4）在如圖乙所示的沖程中，壓縮機氣缸內(nèi)實現(xiàn)了把____能轉(zhuǎn)化為____能。

（5）壓縮機活塞上下移動的距離是18cm，橫截面積是50cm2，工作時，活塞壓縮氟介質(zhì)的壓強約為2.5×105Pa，若系統(tǒng)正常工作消耗的電能有90%轉(zhuǎn)化為壓縮氟介質(zhì)的能量，則壓縮機曲軸的轉(zhuǎn)速是___r/min。

Answer 1

【答案】降溫 A 2 機械 內(nèi) 144

【解析】

(1)[1]在空氣能熱水器中，蒸發(fā)器從室外空氣吸熱，加熱低沸點氟介質(zhì)并使其汽化，氟介質(zhì)蒸汽由壓縮機壓縮升溫后，進入冷凝器是通過降溫的方法使氟介質(zhì)液化釋放熱量傳遞給水箱中的冷水。

(2)[2]氟介質(zhì)經(jīng)膨脹閥減壓后，沸點降低，適用環(huán)境溫度范圍：7℃43℃，由于回到蒸發(fā)器，將重新變?yōu)闅鈶B(tài)，所以它的沸點所在溫度范圍可能是低于7℃，故A選項符合題意，BCD選項不符合題意。

故選A。

(3)[3]由能效比的定義可知，這款空氣能熱水器正常工作時的能效比為

水的體積V水=200L=0.2m3，由 得，水的質(zhì)量

水獲取的能量：

由能效比公式 得，消耗的電能

(4)[4][5]由圖乙所示的沖程為壓縮沖程，在此沖程中，曲軸動連桿帶動活塞向上運動，壓縮氟介質(zhì)蒸汽對其做功，所以是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(5)[6]由 得，活塞受到的壓力

則活塞壓縮一次氟介質(zhì)做的功

系統(tǒng)正常工作時每分鐘消耗的電能

電能轉(zhuǎn)化為壓縮氟介質(zhì)的能量

則每分鐘壓縮氟介質(zhì)的次數(shù)

由圖可知，壓縮機曲軸轉(zhuǎn)動一周，經(jīng)歷一個吸氣沖程和一個壓縮沖程，因為每分鐘壓縮氟介質(zhì)的次數(shù)是144，即144個壓縮沖程，所以曲軸壓縮機的轉(zhuǎn)速是144r/min。