Question

【題目】閱讀材料，回答下列問題．

隨著人們生活水平的提高，越來越多的家庭采用“水地暖”進行取暖．其原理是在房間地板下鋪設散熱管道，通過管道內的熱水散熱提高室溫，如圖甲所示．水地暖系統主要由壁掛爐、主管路、分集水器、地暖管路等組成．

中國能效標識

CHINA ENERGY LABEL

規格型號：L2P26（ZWA 24﹣2A 23）

能耗等級 2級

額定熱負荷（kW） 26

額定熱負荷熱水效率 90%

依據國家標準：GB 20665﹣2006

壁掛爐（熱水器）以燃氣為能源，提供溫暖舒適的居家供暖及生活用水的家用設備，如圖乙所示為小明家的壁掛爐，如圖丙所示為該壁掛爐的銘牌．其中，額定熱負荷26kW指的是熱水器供熱水時，每秒鐘水吸收的最大熱量為26kJ（1kJ=103J），額定熱負荷熱水效率是指在額定熱負荷下，水吸收的熱量與燃氣完全燃燒放出熱量的比值．

（1）若該地暖系統的總水量為2×103 kg，將全部的水從5℃加熱至45℃，水至少需要吸收多少熱量？[c水=4.2×103J/（kg℃）]

（2）小明家使用的是天然氣，已知天然氣的熱值為3.2×107J/m3，他家冬天開啟水地暖時，在額定熱負荷下工作，每天供暖8小時，則水吸收的熱量是多少焦耳？每天需要消耗多少立方米的天然氣？若天然氣價格2.5元/m3，每天需要燃氣費為多少元？

（3）小明發現他家的水地暖使用成本比較高，請對此提出一種合理且有效建議．

Answer 1

【答案】（1）水至少需要吸收3.36×108J熱量；

（2）在額定熱負荷下工作，每天供暖8小時，水吸收的熱量是7.488×108J；

每天需要消耗2.6m3的天然氣；每天需要燃氣費為6.5元；

（3）取暖時設定較低的溫度、減少每天供暖的時間（合理即可）．

【解析】

試題分析：（1）知道水的質量、水的比熱容和水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；

（2）由題知額定熱負荷，據此求出水吸收的熱量；根據熱水效率求出天然氣需要放出的熱量；

利用V=求出需要消耗的天然氣，最后根據天然氣價格求出需要燃氣費；

（3）從地面裝飾層材料、散熱管材料、裝飾層厚度、供水溫度、管間距離等方面回答．

解：

（1）水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×2×103kg×（45℃﹣5℃）

=3.36×108J；

（2）由題知額定熱負荷為26kW，則水吸收的熱量Q吸′=26×103W×8×3600s=7.488×108J；

則天然氣需要放出的熱量Q放′===8.32×108J；

消耗的天然氣V===2.6m3，

燃氣費為；2.5元/m3×2.6m3=6.5元；

（3）“水地暖”散熱量除與室內溫度、散熱時間、面積有關，所以取暖時設定較低的溫度、減少每天供暖的時間．

答：（1）水至少需要吸收3.36×108J熱量；

（2）在額定熱負荷下工作，每天供暖8小時，水吸收的熱量是7.488×108J；

每天需要消耗2.6m3的天然氣；每天需要燃氣費為6.5元；

（3）取暖時設定較低的溫度、減少每天供暖的時間（合理即可）．