Question

如圖33是空氣能熱水器的原理圖。給空氣能熱水器供電，壓縮機(jī)工作，壓縮從蒸發(fā)器流出的制熱氣體，氣體溫度升高到120℃以上，高溫氣體流入冷凝器，加熱冷凝器內(nèi)的冷水，冷水溫度升高到60℃，流入保溫桶，同時流入冷凝器內(nèi)的高溫氣體，放出熱量液化，再進(jìn)入蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量而汽化。根據(jù)以上內(nèi)容完成以下題目

（1）冷水流過空氣能熱水器的冷凝器，水溫度升高，這是利用________方式增加水的內(nèi)能。從蒸發(fā)器流出的制熱氣體，流經(jīng)壓縮機(jī)，氣體溫度升高，_______能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（2）利用功率為1000W的電熱水器，工作70分鐘理想情況下能將20kg18℃的水加熱到68℃。

①求：電熱水器電流做功（W=Pt）和水吸收的熱量，從計算的結(jié)果你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？

②若用1000W的空氣能熱水器，加熱同樣多的水只需工作20分鐘，蒸發(fā)器從空氣中吸收的熱量是多少（電流經(jīng)壓縮機(jī)做的功W，蒸發(fā)器從空氣吸收的熱量Q₁，冷水從冷凝器吸收的熱量Q₂，存在這樣的規(guī)律：Q₂=W+Q_1，，熱量損失不計）?

③從空氣吸收的熱量由完全燃燒焦炭來提供，相當(dāng)于節(jié)約需要多少焦炭？（焦炭的熱值為3×10⁷J/kg）

　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

Answer 1

(1)2分   熱傳遞        做功 

   （2）①3分

W=Pt=1000W×60×70=4.2×10⁶J

Q=cm(t-t₀)=4.2×10³J/（kg℃）×20kg×(68℃-18℃)=4.2×10⁶J

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：水吸收的熱量等于電流做的功

②2分

20分鐘電流做功W=Pt=1000W×1200s=1.2×10⁶J

據(jù)Q₂=W+Q₁

4.2×10⁶J=1.2×10⁶J+ Q₁

Q₁=3×10⁶J

③2分

            Q₁=mq

    3×10⁶J=m×3×10⁷J/kg

   m=0.1kg