Question

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家庭熱泵――空調

夏天來了，安裝空調的家庭逐漸多了起來．如下圖是家用分體式空調的原理圖，其制冷原理是室外機中的壓縮機將氣態(tài)的制冷劑壓縮后成為高溫高壓的液態(tài)制冷劑，散熱后液態(tài)的制冷劑經(jīng)膨脹閥進入蒸發(fā)器（室內(nèi)機）迅速變成氣體，吸收大量的熱量，從而使房間的溫度迅速下降（冬天的制熱工作過程與上述相反），空調在制冷運行的過程中會產(chǎn)生大量的冷凝水，因此空調配有排水系統(tǒng)．

制冷量是家庭購買空調時需要考慮的一項重要指標．它是指空調進行制冷運行時，單位時間內(nèi)從密閉空間內(nèi)去除的熱量總和．制冷量大的空調適用于面積比較大的房間，且制冷速度較快．以15平方米的居室面積為例，使用額定制冷量在2500W左右的空調比較合適．家用空調的制冷量單位常用“匹”，1匹=2324W．

能效比是衡量空調節(jié)電效果的一項重要指標．家用空調器的能效比（EER）就是其制冷量與制冷消耗電功率之比．如下圖所示是兩臺不同品牌空調上的能效標識（能效標識是附在產(chǎn)品上的一種信息標簽，用于表示耗能產(chǎn)品的能源效率等級等性能指標，為用戶和消費者的購買決策提供必要的信息，以引導用戶和消費者選擇高效節(jié)能產(chǎn)品），圖丙是國家標準中關于分體式空調部分能效等級指標．

丙

（1）空調制冷運行時，室內(nèi)的空氣濕度 （大于/小于）室外．圖乙中，兩空調工作時更節(jié)能的是 （A/B）．

（2）關于空調機，下列說法正確的是

A．家庭安裝空調要鋪設專線，目的是為了防止觸電

B．空調機制冷時，室外機放出的熱量要大于壓縮機消耗的電能

C．空調壓縮機是利用降溫的方法使氟利昂發(fā)生物態(tài)變化的

D．空調制冷時室外機中有風扇在轉動，它的作用是將冷氣吹向室內(nèi)

（3）某家庭空調機制冷量為1.5匹，能效比為3，在額定狀態(tài)下連續(xù)工作10min，消耗的電能為 kw·h，不計熱損失，理論上可以使40m2的密閉房間內(nèi)的空氣溫度下降約 ℃。[取房間層高3m,空氣的密度ρ=1.29kg/m3，c =1.0×103J/（kg·℃）]

Answer 1

（1）小于、A；（2）B；（3）0.19、 13.5

【解析】

試題分析：（1）因為空調在制冷運行的過程中會產(chǎn)生大量的冷凝水，所以，空調制冷運行時，室內(nèi)的空氣濕度小于室外；能效比是衡量空調節(jié)電效果的一項重要指標．家用空調器的能效比（EER）就是其制冷量與制冷消耗電功率之比，能效比越大越節(jié)能．所以，圖乙中，兩空調工作時更節(jié)能的是A．

（2）關于空調機，家庭安裝空調要鋪設專線，是因為空調的功率較大，電流較大，故A錯；

室外機中的壓縮機的作用在于將氣態(tài)的制冷劑壓縮后成為高溫高壓的液態(tài)制冷劑，散熱后液態(tài)的制冷劑經(jīng)膨脹閥進入蒸發(fā)器，只有空調機制冷時，室外機放出的熱量要大于壓縮機消耗的電能，才能是室內(nèi)的溫度低于室外的溫度；故B正確；空調壓縮機是利用壓縮的方法使氟利昂發(fā)生物態(tài)變化的，故C錯；空調制冷時室外機中有風扇在轉動，是為了給高溫高壓的液態(tài)制冷劑降溫，故D錯。

（3）由于1匹=2324W，某家庭空調機制冷量為1.5匹，能效比為3，在額定狀態(tài)下連續(xù)工作10min，消耗的電能為W=Pt/3=1.5×2324W×600s/3= 6.972×105J =0.019kw·h；40m2的密閉房間內(nèi)的空氣的質量為m=ρV=1.29kg/m3×40m2×3m=154.8 kg，不計熱損失，理論上可以使40m2的密閉房間內(nèi)的空氣溫度下降約△t = Q /cm= Pt/ cm= 2.1×106J/[1.0×103J/（kg·℃）×154.8 kg]=13.5℃。

考點：生活與物理；電能；熱量