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(2011•宜昌)目前市场上出现了一种新型热水器--空气能热水器,也称空气源热水器,它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置.其工作原理是:空气能热水器在工作时,
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(2011•宜昌)目前市场上出现了一种新型热水器--空气能热水器,也称空气源热水器,它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置.其工作原理是:空气能热水器在工作时,吸收空气中的能量为Q1,消耗的电能为Q2,通过热交换使热水得到的能量为Q3,即Q3=Q1+Q2.所以它的热效率(Q3/Q2的比值)可以达到300%~500%.问:
(1)若电热水器的热效率是80%,空气能热水器的热效率是400%,现将100kg的水从15℃加热到55℃,使用电功率都是1400W的电热水器和空气能热水器分别耗电多少?所用时间分别是多少?(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
(2)请你根据以上计算说明,空气能热水器与电热水器相比,有哪些优点?
(1)若电热水器的热效率是80%,空气能热水器的热效率是400%,现将100kg的水从15℃加热到55℃,使用电功率都是1400W的电热水器和空气能热水器分别耗电多少?所用时间分别是多少?(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
(2)请你根据以上计算说明,空气能热水器与电热水器相比,有哪些优点?
▼优质解答
答案和解析
(1)Q3=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(55℃-15℃)=1.68×107J,
W电=Pt1=1400W×t1,
Q3=η1W电,
1.68×107J=80%×1400W×t1,
∴t1=1.5×104s,
W电=Pt1=1400W×1.5×104s=2.1×107J.
Q2=W=Pt2,
η2=
=
,
400%=
,
∴t2=3×103s,
W=Pt2=1400W×3×103s=4.2×106J.
答:电热水器用时1.5×104s,耗电2.1×107J.空气能热水器用时3×103s,耗电4.2×106J.
(2)将100kg的水从15℃加热到55℃,电热水器用时1.5×104s,耗电2.1×107J.空气能热水器用时3×103s,耗电4.2×106J.所以空气能热水器节能、节时.
W电=Pt1=1400W×t1,
Q3=η1W电,
1.68×107J=80%×1400W×t1,
∴t1=1.5×104s,
W电=Pt1=1400W×1.5×104s=2.1×107J.
Q2=W=Pt2,
η2=
Q3 |
Q2 |
Q3 |
Pt2 |
400%=
1.68×107J |
1400W×t2 |
∴t2=3×103s,
W=Pt2=1400W×3×103s=4.2×106J.
答:电热水器用时1.5×104s,耗电2.1×107J.空气能热水器用时3×103s,耗电4.2×106J.
(2)将100kg的水从15℃加热到55℃,电热水器用时1.5×104s,耗电2.1×107J.空气能热水器用时3×103s,耗电4.2×106J.所以空气能热水器节能、节时.
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