题目
热泵的性能系数COP永远大于I,因此,热泵的热力学经济性比消耗电能或燃料直接供暖的系统要好。A. 正确B. 错误
热泵的性能系数COP永远大于I,因此,热泵的热力学经济性比消耗电能或燃料直接供暖的系统要好。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
本题考查热泵性能系数及热力学经济性的相关知识。解题思路是先明确热泵性能系数的定义,再分析其与 1 的大小关系,最后根据性能系数判断热泵与消耗电能或燃料直接供暖系统的热力学经济性。
- 明确热泵性能系数的定义:
热泵的性能系数 $COP_{H}$ 定义为热泵向高温热源提供的热量 $Q_{H}$ 与所消耗的功 $W$ 之比,即 $COP_{H}=\frac{Q_{H}}{W}$。 - 分析热泵性能系数与 1 的大小关系:
根据热力学第二定律,热泵在工作时,从低温热源吸收热量 $Q_{L}$,消耗功 $W$,向高温热源放出热量 $Q_{H}$,且满足能量守恒定律 $Q_{H}=Q_{L}+W$。
将 $Q_{H}=Q_{L}+W$ 代入性能系数公式 $COP_{H}=\frac{Q_{H}}{W}$ 中,可得 $COP_{H}=\frac{Q_{L}+W}{W}=1 + \frac{Q_{L}}{W}$。
因为从低温热源吸收的热量 $Q_{L}\gt{}0$,消耗的功 $W\gt{}0$,所以 $\frac{Q_{L}}{W}\gt{}0$,那么 $COP_{H}=1 + \frac{Q_{L}}{W}\gt{}1$。 - 判断热泵与消耗电能或燃料直接供暖系统的热力学经济性:
消耗电能或燃料直接供暖的系统,其性能系数 $COP = \frac{Q_{H}}{W}=1$(因为输入的能量全部转化为向高温热源提供的热量)。
而热泵的性能系数 $COP_{H}\gt{}1$,这意味着在消耗相同功 $W$ 的情况下,热泵向高温热源提供的热量 $Q_{H}$ 比消耗电能或燃料直接供暖的系统多,所以热泵的热力学经济性比消耗电能或燃料直接供暖的系统要好。