張建緒

這一問(wèn)題涉及熱學(xué)知識(shí),對(duì)此問(wèn)題的解決將有助于學(xué)生通過(guò)生活中的實(shí)例加深對(duì)熱力學(xué)定律的理解,體會(huì)學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣,提高應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力?？照{(diào)的基本原理是:在制冷時(shí)從室內(nèi)吸收熱量傳送到室外排出,制熱時(shí)從室外吸收熱量傳送到室內(nèi)散發(fā)。冬天通過(guò)空調(diào)制熱,其原理圖如圖1所示,從室外的低溫?zé)釒?kù)吸熱Q₂傳送到室內(nèi)的高溫?zé)釒?kù),再散熱Q₁,這個(gè)過(guò)程要有電流做功的參與才能完成,因此并不違反熱力學(xué)第二定律。這個(gè)過(guò)程不是電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使房間內(nèi)能增加,而是先從外界吸收熱量,再進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。散出的熱量Q₁可以大于電能做的功W,而不違反能量守恒定律。因此空調(diào)消耗1J的電能使房間的內(nèi)能增加3J是可能的?？照{(diào)制熱時(shí)并不只是電能通過(guò)電阻絲轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,否則由能量守恒定律知消耗1J的電能不可能使房間內(nèi)能增加3J。

空調(diào)有一個(gè)參數(shù)叫“能效比”,具體而言就是一臺(tái)空調(diào)消耗一千瓦的電功率產(chǎn)生多少千瓦的制冷熱功率。例如,一臺(tái)1.5kW空調(diào)制冷時(shí)消耗的電功率是1147W,制冷熱功是3200W,制冷能效比(EER)就是3200/1147≈2.79。電熱絲的能效比只能達(dá)到1∶1,即消耗1千瓦的電功率,產(chǎn)生1千瓦的熱功率。空調(diào)在所有制熱產(chǎn)品中的能效比最高,可以達(dá)到1∶3左右,即消耗1千瓦的電功率,能夠移動(dòng)3千瓦左右的熱功率,所以空調(diào)既節(jié)能又省電。

空調(diào)能效比標(biāo)識(shí)是國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),把空調(diào)能效比分為5個(gè)等級(jí),其中1級(jí)最高,5級(jí)最低。耗能分級(jí)用箭頭醒目地標(biāo)出,1級(jí)為墨綠色,箭頭最短,旁邊印有“耗能低”字樣;5級(jí)為大紅色,箭頭最長(zhǎng),旁邊印有“耗能高”字樣。其中,1級(jí)能效比為3.4以上,是市場(chǎng)上最節(jié)能的產(chǎn)品;2級(jí)為3.2;3級(jí)為3.0;4級(jí)為2.8;而5級(jí)為2.6,是市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻。一般地,空調(diào)的能效比等級(jí)越高制冷效果越好,節(jié)能效果越明顯,這不僅僅是對(duì)個(gè)人電費(fèi)支出的節(jié)省,也是對(duì)創(chuàng)建“節(jié)約型社會(huì)”作出的貢獻(xiàn)。

空調(diào)制熱、制冷主要是移動(dòng)熱量。制熱時(shí),將室外的熱量移到室內(nèi);制冷時(shí),將室內(nèi)的熱量移到室外,工作過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律。消耗1J的電能可以使房間內(nèi)能增加3J,不違反能量守恒定律。

(欄目編輯羅琬華)