第２９卷总第４３３期 ２０１１年第１１期（上半月） 理教学探讨 Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．４３３ （Ｓ） １１．２０１１ ．６５． ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ 空气能热水器的工作原理 李志真 福建省南安市鹏峰中学，福建省南安市３６２３００ 摘要：空气能热水器的工作原理是通过制冷的逆卡诺原理。工作物质大量吸收空气热能，经过压缩机做功升温· 然后用热交换机把热能放到水中加热加以利用。空气能热水器的优点：安全、节能、环保、低碳。 关键词：空气能热水器，逆卡诺原理。节能 中圈分类号：Ｇ６３３，７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—６１４８（２０１１）ｌｌ（Ｓ）一００６５～２ １ 运行原理 作为状态函数其变化为０。由热力学第一定律可 知，外界对气体做功为Ｗ—Ｑ 一Ｑｚ＝Ｒ（Ｔ－一 丁。）Ｉｎ（Ｖ ／Ｖ ）。这个逆循环的作用是把热量从 低温物体送到高温物体去。可以看出，气体把它 从低温热源所吸的热量送到高温热源的同时，把 外界对它所作功也转化为热量送到高温热源 （ＱＩ：Ｗ＋Ｑｚ）。 空气能热水器也叫空气源热泵热水器。它是 继燃气热水器、电热水器、太阳能热水器升级后 的第四代热水器。它是利用制冷的逆卡诺原理工 作的。 １．１ 我们以１ｔｏｏｌ理想气体的逆卡诺循环来说 明。如图１，逆卡诺循环由两个等温过程和两个 绝热过程组成。考虑到ｌｍｏｌ理想气体进行下列 四个准静态过程： （１）气体从状态Ａ （Ｐ。，Ｖ ，Ｔ ）绝热膨胀而。 达状态Ｂ（Ｐ ，Ｖ ，Ｔ ）， 在这个过程中吸收热量 为０。 蒸发 ＱＡ 图 ３ （２）气体从状态 Ｂ（Ｐ ，Ｖ ，Ｔ２）等温膨胀 １．２ 空气能热水器就是利用上述制冷的逆卡 图１ 诺原理在主机通过工作物质大量吸收空气热能， 经过压缩机做功升温，然后用热交换机把热能放 到水中加热加以利用。下面是其工作结构图（图 ２、图３）。 而达状态Ｃ（Ｐ。，Ｖ。，Ｔ ）在这个过程中吸收热量 为Ｑ２：ＲＴ２Ｉｎ（、，，３／Ｖ４）＝ＲＴ２ｌｎ（Ｖ２／Ｖ１）。 （３）气体从状态Ｃ（Ｐ。，Ｖ３ ７＂２）绝热压缩而达 状态Ｄ（Ｐ。，Ｖ：，Ｔ ）在这个过程中吸收热量０。 ２ 空气能热水器的优点 《１）安全 由于它不是采用电热元件直接加热，故相对 （４）气体从状态Ｄ（Ｐ：，Ｖ ，Ｔ．）等温压缩而 达状态Ａ（Ｐ，，Ｖ，Ｔ，）在这个过程中吸收热量为 Ｑ ：ＲＴ１Ｉｎ（ ２／Ｖ１） ｕ 人电热水器而言．杜绝了漏电的安全隐患；相对燃 气热水器来讲，没有燃气泄露，或一氧化碳中毒 ＿温度调节器 之类的安全隐患，因而具有更卓越的安全性能。 （２）节能 釜型 。Ｑｊ 冷 由于其耗电量只有等量电热水器的四分之 一。凝 即相当于使用同样多的热水，使用空气源热 与空调制冷相反一国家制冷标准是ｌＯ０Ｏ 水 ；｝｝； ｌ８。 泵热水器，电费只需电加热的四分之一。 储液罐千★ －滤器膨胀阀 ·— ·—一Ｉ 循环水 热水出 Ｑ３＝（热水获得能蓝）＝Ｑｌ（电器能量）＋Ｑ２ｌ空气热发 瓦，电制冷２８００瓦。根据热平衡的原理，同时最 少产生２８００瓦的热量，加上输入的ｌｏｏｏ瓦电，实 际产生的热量在３０００—４０００瓦，把这些热量输 图２ 整个循环完成后，气体回到原来状态，内能 Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．４３３ 物理教学探讨 第２９卷总第４３３期 （Ｓ） １１．２０１１ ．６６． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ２０１１ 年第１１期（上半月） 中学物理教学中的生命教育 ——，由校舍加固抗震引发的思考 李 刚 ，王志飞 ，刘 帅 ｌ山西省大同开发区中学，山西省大同市０３７０１０ ２山西省怀仁县第一中学，山西省怀仁县０３８３００ 摘 要：地震给灾区人民的生命财产造成了巨大的损失，为了减小灾难带来的危害，国家在近三年来对中小学校安 工程投以巨资，加强学校建筑的抗震力。山西大同地区是华北地震带一个典型地区，而中学物理教学中有独特的教育理 论资源，教师在日常教学中，通过知识的传递，加强对学生的生命安全教育。培养学生面对地震等突发事件的关怀生命 意识和自我保护能力，从而提高学生面对地震等突发事件的应变处理能力。 关键词：中学物理教育；生命教育；地震 中图分类号：Ｇ６３３．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—６１４８（２０１ｌｌｌ１（Ｓｌ一００６６—２ 引言 名基层教育工作者，在教学中，适时的进行科普 ２００９年春天，国务院正式启动全国中小学 知识的宣传，既增强了课堂的生动性，同时培养 校舍安全工程，确保将学校建成最安全，家长最 了学生关怀生命意识和自我保护能力，提高了学 放心的地方。计划用三年时间，对地震重点监视 生面对地震等突发事件的应变处理能力。 防御区、七度以上地震高强度区、洪涝灾害易发 １ 地震基础知识认识 地区、山体滑坡和泥石流等地质灾害易发地区的 １．１ 地震的成园 各级各类城乡中小学存在安全隐患的校舍进行 地震是一种极为普遍的自然现象，是地壳运 抗震加固、迁移避险，提高综合防灾能力。 动的一种表现形式。其内在原因是地壳内部积累 山西地震带是华北地区的一个最典型的地 的应变能突然释放或人为因素引起地球表层的 震带。大同地区位于该区内一板块断层地带，是 振动。 个连发式地震活动区。据中国地震台网测定，北 地球由地壳、地幔、地核三部分组成。地幔分 京时间２０１０年０４月０４日２１时４６分，在山西省 上地幔和下地幔，地壳和上地幔的顶部统称岩石 大同市阳高县、大同县交界处发生了里氏４．５级 圈，大多数地震就发生在这里。伴随着地球的运 地震，震源深度８ｋｍ。虽这次地震没有造成人员 动，岩石圈的不同部位受到挤压、拉伸、旋扭等作 伤亡，但它却引起我们对该区域地震的关注。本 用，在那些比较脆弱的部位，岩层就容易破裂，引 文结合高中物理知识，从认识地震基础知识出 起断裂、错位等变动，于是就发生地震，这类地震 发；阐述地震发生时的一部分物理原理及相关的 叫构造地震。地球上９Ｏ％以上的地震是构造地 避震措施；另外在遇到“预报”地震的谣言时，我 震。由于地壳的不可进入性，长期以来，地震成为 们应保持清醒的头脑，科学合理的面对。作为一 不可预测的自然现象。 送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的 在节能减排已经成为时代潮流的今天，节约 四分之一（电热水器即使热效率１００ ，输入 能源，减少碳排放是最时尚的生活方式。前面已 １０００瓦电也只有１０００瓦的热）。 经提到，空气源热泵热水器采用的是逆卡诺原 （３）绿色环保 理，将空气中的能量转移到水中，不是直接用电 燃气热水器通过燃烧可燃气体加热热水，同 热元件加热，因此其能效可达到电热水器的４ 时排放大量的二氧化碳．二氧化硫等有害废气。 倍，即加热等量的热水，耗电量相当于电热水器 空气源热泵热水器只是将周围空气中的热量转 的四分之一，大大节约了电力的消耗。中国的电 移到水中，完全做到零排放，对环境几乎不产生 力７Ｏ％是通过火电厂烧煤产生的，节约电力意 影响，是真正的环保热水器。 味着减少碳的排放。 （４）低碳时尚 （栏目编辑 邓 磊）