Question

3．目前市場上出現(xiàn)了一種新型熱水器--空氣能熱水器，它是通過吸收空氣中的熱量來制造熱水的“熱量搬運”裝置．其工作原理是：空氣能熱水器在工作時，吸收空氣中的能量為Q₁，消耗的電能為Q₂，通過熱交換使熱水得到的能量為Q₃，即Q₃=Q₁+Q₂，所以它的熱效率（$\frac{{Q}_{3}}{{Q}_{2}}$的比值）可以達到300%～500%．問：[天然氣的熱值q=8.4×10⁷J/kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）空氣能熱水器將100kg的水從15℃加熱到溫度升高40℃，水吸收的熱量是多少？
（2）若空氣能熱水器的熱效率是400%，將100kg的水從15℃加熱到溫度升高40℃消耗的電能是多少？
（3）這些熱量相當于完全燃燒多少kg的天然氣放出的熱量．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、比熱容、升高的溫度，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量．
（2）水吸收的熱量另一種用空氣能熱水器加熱，利用已知根據(jù)η=$\frac{{Q}_{3}}{{Q}_{2}}$求出消耗的電能；
（3）根據(jù)Q=mq即可求出燃燒天然氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）水吸收的熱量：Q₃=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-15℃）=1.05×10⁷J；
（2））由η=$\frac{{Q}_{3}}{{Q}_{2}}$可得，空氣能熱水器消耗電能：Q₂=$\frac{{Q}_{3}}{η}$=$\frac{1.05×1{0}^{7}J}{400%}$=2.625×10⁶J；
（3）由Q=mq可知，m=$\frac{{Q}_{2}}{q}$=$\frac{2.625×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/kg}$≈0.031kg．
答：（1）空氣能熱水器將100kg的水從15℃加熱到溫度升高40℃，水吸收的熱量是1.05×10⁷J；
（2）若空氣能熱水器的熱效率是400%，將100kg的水從15℃加熱到溫度升高40℃消耗的電能是2.625×10⁶J；
（3）這些熱量相當于完全燃燒0.031kg天然氣放出的熱量．

點評 本題考查熱量的計算，注意空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對新產(chǎn)品及重大事件，都是中考的熱點，一定要關注．