Question

（2013?湖南一模）地源熱泵是利用地下水和土壤溫度四季相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，通過少量電能消耗，實(shí)現(xiàn)冬、夏季地下與建筑物內(nèi)完成高效熱交換的一種技術(shù)．該技術(shù)有節(jié)能、環(huán)保和低噪音的顯著優(yōu)點(diǎn)，是世界上先進(jìn)國(guó)家可再生能源的重點(diǎn)發(fā)展方向，近些年我國(guó)也投入了大量的資金試點(diǎn)發(fā)展．2012年11月，我市寶豐縣41所中小學(xué)的降溫取暖工程全部竣工投入使用，采用地源熱泵技術(shù)為地下水源豐富地區(qū)學(xué)校教學(xué)樓、宿舍樓和辦公樓冬季供暖夏季降溫，比使用普通用電空調(diào)節(jié)能30%～40%，圖中為寶豐某高中地源熱泵機(jī)組．
（1）系統(tǒng)利用水作為傳熱介質(zhì)，主要是利用了水的什么特點(diǎn)？
（2）按每小時(shí)提供2噸熱水（有20℃加熱到80℃）計(jì)算，供熱時(shí)每小時(shí)可從地下獲取多少熱量？
（3）這些熱量如只靠消耗電能獲取，需多大功率的用電器同時(shí)工作？
（4）請(qǐng)對(duì)這種能源利用方式的優(yōu)勢(shì)和局限性作以評(píng)價(jià)．

Answer 1

分析：（1）理解熔點(diǎn)和比熱容的概念：熔點(diǎn)越低，物質(zhì)越容易熔化；比熱容是表示物質(zhì)吸熱能力的物理量，比熱容越大的物質(zhì)，在其他條件相同時(shí)，溫度變化較小（或降低相同的溫度放出的熱量較多）．
（2）已知水的質(zhì)量、比熱容和溫度變化，可利用公式Q_水=C_水m_水△t計(jì)算水吸收的熱量；
（3）據(jù)公式P=

W

t

可以計(jì)算出功率；
（4）從辯證的角度分析即可；

解答：解：（1）水的比熱容較大，放熱能力較大，根據(jù)Q=cm△t，在m和△t相同時(shí)，放出的熱量較多，這是系統(tǒng)利用水作為傳熱介質(zhì)的原因；
（2）∵△t=t-t₀=80℃-20℃=60℃，
∵C_水=4.2×10³J/（kg?℃），m_水=2000kg，
∴Q_水=C_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2000kg×60℃=5.04×10⁸J．
（3）據(jù)公式P=

W

t

=

5.04×108J

3600s

=140000W；
（4）地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：高效節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠；
其缺點(diǎn)是：投資大，安裝過程復(fù)雜，難度高；
答：（1）水的比熱容較大，放熱能力較大，根據(jù)Q=cm△t，在m和△t相同時(shí)，放出的熱量較多，這是系統(tǒng)利用水作為傳熱介質(zhì)的原因；（2）按每小時(shí)提供2噸熱水（有20℃加熱到80℃）計(jì)算，供熱時(shí)每小時(shí)可從地下獲取5.04×10⁸J的熱量；（3）這些熱量如只靠消耗電能獲取，需14000W的用電器同時(shí)工作；（4）地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：高效節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠；其缺點(diǎn)是：投資大，安裝過程復(fù)雜，難度高；

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查學(xué)生對(duì)空氣能熱水器的工作過程的理解和掌握，空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對(duì)新產(chǎn)品，重大事件，都是中考的熱點(diǎn)，一定要關(guān)注．