第1节 制冷机的原理 知识点题库

下列说法中正确的是(  )
A . 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积 B . 空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作过程不遵守热力学第二定律 C . 气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加 D . 一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能可能不变
如图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.下列说法正确的是(  )

A . 热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B . 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,其外界影响是有冷凝器放热 C . 制冷剂在整个循环过程中都是气体状态 D . 冷凝器放出的热量大于蒸发器从电冰箱中吸收的热量

阅读下面的短文,回答问题.

空气能热水器

空气能热水器(如图甲)是吸收空气的热能来制造热水的装置.其耗能约为电热水器的四分之一.空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势.图乙是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成.制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同,其工作过程如下:

A.液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器,在蒸发器迅速汽化,并从空气中吸收热能.

B.制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器.

C.在冷凝器中,高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化.

制冷剂依此不断循环流动,使水的温度不断上升.

空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能(W)的比值.能效比越高,说明热水器的制热效果越好


请回答下列问题:

  1. (1) 制冷剂在中汽化,在中液化.

  2. (2) 制冷剂在工作循环过程中,将中的热能不断地“搬运”至中.

  3. (3) 某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下:

    电源电压

    额定输入功率/kw

    进水温度/

    出水温度/

    能效比

    220V

    0.84

    20

    56

    3.4

    从表格中的数据可知,该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为L.[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃);水的密度为1.0×103kg/m3].

目前市场上有一种热水器叫做“空调热水器”,又名“冷气热水器”,顾名思义,就是可同时提供空调制冷和热水供应的热水器.其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器,这种热水器非常节能.其原理与普通的空调相似,如图所示.回答下列问题

  1. (1) 其工作原理如下:压缩机将气态工作物质压缩,使其在冷凝器内,并放出热量,传递给需要加热的水,液化后的工作物质经膨胀阀后体积迅速膨胀,压强减小后,降低自身温度后,从流过蒸发器内的空气中热量,使空气温度降低,形成冷气后吹出.

  2. (2) 以下为某种品牌的三种型号“空调热水器”的测定参数(进水温度为20℃):

           型   号

    A

    B

    C

    额定/最高出水温度(℃)

    55/60

    输入功率(kW)

    1.2

    1.7

    2.8

    电   源

    220V/50Hz

    热水产率(L/h)(△t=35±1℃)

    120

    170

    280

    环境温度范围(℃)

    ﹣10﹣50

    请根据上表数据计算或分析:

    这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”,其定义为:当水吸收Q的热量,电流所做的功为W时,能效比 .A型热水器的能效比为;若B型与其他两种型号的能效比相同,而出水温度只要求达到45℃时,它的实际热水产率是L/h.


下列说法中正确的是(  )
A . 气体吸收热量,其分子的平均动能就增大 B . 科学不断进步,制冷机可以使温度降到热力学零度 C . 在完全失重的情况下,熔化的金属能够收缩成标准的球形 D . 温度、压力、电磁作用等不可以改变液晶的光学性质
关于分子运动和热现象的说法,正确的是 (  )
A . 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动 B . 气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加 C . 一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能减少 D . 空调机作为制冷制使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
下列说法中正确的是(  )

A . 随着科学技术的发展,制冷机的制冷温度可以降到﹣280℃ B . 热量不可以从低温物体传到高温物体 C . 随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100% D . 无论科技怎样发展,第二类永动机都不可能实现
有以下说法,其中不正确的是(  )
A . 空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,制冷机的工作是遵守热力学第二定律的 B . 对于一定量的气体,当其温度降低时,速度大的分子数目减少,速率小的分子数目增加 C . 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的. D . 一定质量的理想气体,在压强不变的条件下,体积增大,则单位时间撞在单位面积上的气体分子数减少
下列说法错误的是(  )

A . 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性 B . 气体的温度越高,分子的平均动能越大 C . 既使气体的温度很高,仍有一些分子的运动速率是非常小的 D . 空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,说明制冷机的工作不遵守热力学第二定律
一台冷暖两用型空调铭牌上标有,“输入功率1KW,制冷能力1.2×104kJ/h,制热能力1.44×104kJ/h.”从设计指标看,空调在制热时,消耗1焦耳电能,向室内将放出4焦耳的热量,则下列判断正确的是(  )
A . 此过程是违反能量守恒定律的,所以铭牌上标注的指标一定是错误的 B . 空调制热时房间获得的热量全部由电能转化来的 C . 空调制热时房间获得热量一部分有电能转化来,另一部分从外界吸收而来的 D . 空调制热时每小时应消耗电能1.44×104kJ
传感器可将非电学量转化为电学量,起自动控制作用.如计算机鼠标中有位移传感器,电熨斗、电饭煲中有温度传感器,电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器…演示位移传感器的工作原理如图示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆p,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的,则下列说法正确的是(  )

A . 物体M运动时,电源内的电流会发生变化 B . 物体M运动时,电压表的示数会发生变化 C . 物体M不动时,电路中没有电流 D . 物体M不动时,电压表没有示数
热力学第二定律常见的表述有两种.

第一种表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化;

第二种表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.

图(a)是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图:外界对制冷机做功,使热量从低温物体传递到高温物体.请你根据第二种表述在答题卷上完成示意图 b).根据你的理解,热力学第二定律的实质是 .

利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象,从而可以研究物质的构成规律.图的照片是一些晶体材料表面的STM图象,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征.

  1. (1) 则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是:

    a.

    b.

  2. (2) 制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环,使热从低温物体传到高温物体的装置,通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态.夏天,将房间中一台正工作的电冰箱的门打开,试分析这是否可以降低室内的平均温度?为什么?

某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦,它可能是(   )

A . 空调器 B . 电冰箱 C . 电视机 D . 电风扇
如图所示,青藏铁路分路段路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒,我们叫它热棒.热棒在路基下还埋有5米深,整个棒体是中空的,里面灌有少量液氨.热棒的作用相当于天然的“制冷机”,它是我们学过的物态变化知识的创造性应用.热棒的工作原理是:当路基温度升高时,液态氨吸热发生成气态上升到热棒的上端;气态氨遇冷放热发生变成了液态氨,又沉入了棒底.如此不断循环,有效的防止了路基温度的升高.

在青藏铁路的一些路段,路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的棒,我们叫它热棒.热棒在路基下还埋有约5米深,整个棒体是中空的,里面封装有适量液氨.热棒的工作原理很简单:当路基温度上升时,液态的氨受热发生,上升到热棒的上端,通过散热片将热传导给空气,气态氨由此冷却变成了液态氨,又沉入了棒底.这样,热棒就相当于一个天然“制冷机”.这是我国科技工作者为解决“千年冻土”的许多创新和发明之一.(请在文中横线处填上适当的物态变化名称)

青藏铁路部分路段的路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2m的铁棒,我们叫它热棒.热棒在路基下还埋有5m深,整个棒体是中空的,里面灌有少量液氨.热棒的作用相当于天然的“制冷机”,它是我们学过的物态变化知识的创造性应用.热棒的工作原理是:当路基温度升高时,液氨吸热发生,上升到热棒的上端;气态氨遇冷放热发生,又沉入棒底.如此不断的循环,有效的防止了路基温度的升高.(填物态变化名称)

阅读短文,回答问题:

变频空调机

空调机中有被称为“冷媒”的物质,利用它的物态变化可以实现室内、室外热量的转移,如图所示是空调机制冷系统的原理图,其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压,并使“冷媒”在管内循环,压缩机的转速越大,“冷媒”的流量越大,空调机的制冷能力就越强.

压缩机的转速由供电频率决定,“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念,与“定频空调”相比,变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率,从而改变压缩机的转速.供电频率越高,转速越大,达到控制“冷媒”流量的目的.

变频空调机开始工作时,以最大功率进行制冷,当室内温度快速降至设定温度后,压缩机随机处于低速持续运转状态,维持室温基本不变.

某型号变频空调机的部分参数如下表,其中:制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和;能效比是空调机在额定状态工作时,制冷量与输入功率之比.


最小

额定

最大

输入功率/W

130

700

1400

制冷量/W

650

2660

3600

能效比

﹣﹣

3.8

﹣﹣

请回答下列问题:

  1. (1) 空调机的制冷原理是:在室内,“冷媒”由于吸收热量,而在室外则由于放出热量,从而把室内的热量转移到室外,达到降低室内温度的目的.(以上均填物态变化名称)

  2. (2) 关于变频空调机,下列说法正确的是:(   ).(填字母序号)

    A . 变频空调的压缩机与定频空调一样,也是断断续续工作的 B . 空调机制冷时,图中钢管A内流动的是气态“冷媒” C . 空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的 D . 变频器供电频率越高,空调机的制冷能力越强

家庭电路的电压是220V,某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2kW,送风状态时的功率P2是0.22kW,它们是交替运行的,现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示.

  1. (1) 空调器在前5min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?

  2. (2) 在一个周期内,空调器消耗的电能是多少度?

  3. (3) 在1h内,空调器消耗的电能是多少度?

图示为电冰箱的工作原理示意图,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列说法正确的是(  )

A . 热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B . 电冰箱消耗电能,其制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,在室内打开冰箱门并不能起到制冷的效果 C . 电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 D . 电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律
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