《2025年金学典同步解析与测评贵州人民出版社九年级物理全一册人教版》

3. 目前市场上有“定频”和“变频”两类空调。定频空调在制冷时以额定功率工作，功率基本不变；而变频空调制冷时，压缩机开始以制冷功率工作，当室温达到设定温度时，空调就会进入送风模式，以较低的送风功率制冷，维持室温基本不变。


(1)聪聪在“对家庭用电的调查研究”的综合实践活动中测量定频空调 A 的制冷功率。聪聪只将空调 A 接入家庭电路(图 18.3 - 1 甲)中，让空调开始工作 30 min，如图 18.3 - 1 乙所示的电能表上的指示灯闪烁了 330 次，则空调 A 工作时的功率为550W。聪聪发现计算得出的功率与表 18.3 - 1 中的空调 A 参数表上的制冷功率差别较大，其原因是定频空调是间歇工作的，当室内温度达到设定温度后，空调会停止制冷，待室内温度上升到一定温度后会再次工作，根据聪聪所测数据和空调 A 参数可知，本次实验过程中空调 A 制冷了15分钟。聪聪进一步查阅资料得知：一般情况下空调制冷时调高 2℃，人体并不会感觉明显，但可节省 10％的电能。其原因是在工作电压、室外温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，制冷状态工作时间会变短(选填“变长”或“变短”)。
(2)表 18.3 - 2 为变频空调 B 的部分参数，其中制冷量表示每秒钟空调带走室内热量的总和。若 10 h 内 A、B 两台空调均带走室内热量 17.5 kW·h，则空调 B 送风的时间为6.9小时，相较于使用空调 A，使用空调 B 可以节省0.47kW·h 的电能。

答案： 3.（1）550 15 变短 （2）6.9 0.47
【解析】（1）如题图乙所示的电能表上的指示灯闪烁了330次，则消耗的电能
$W = \frac{330\ imp}{1200\ imp/(kW \cdot h)}$
$= 0.275\ kW \cdot h = 9.9 × 10^{5}\ J$
空调工作时间为30 min，则空调A工作时的功率
$P = \frac{W}{t} = \frac{9.9 × 10^{5}\ J}{30 × 60\ s} = 550\ W$
根据聪聪所测数据和空调A参数可知，空调A的制冷功率为1100 W，则实际制冷时间为$t_{1} = \frac{W}{P_{1}} = \frac{9.9 × 10^{5}\ J}{1100\ W} = 900\ s = 15\ min$。
由题意可知，在工作电压、室外温度等条件均相同的情况下，空调制冷时调高2$^{\circ}C$，则空调的送风量减小，根据$P = \frac{W}{t}$可知，总量减小，送风功率不变，则新的一个工作周期内，制冷状态工作时间会变短。
（2）制冷量表示每秒钟空调带走室内热量的总和，若10 h内A、B两台空调均带走室内热量17.5$kW \cdot h$，设空调B制冷时间为$t_{2}$，则送风时间为$t_{3} = 10 - t_{2}$，空调B制冷量可表示为
$Q = P_{制冷量}t_{2} + P_{送风量}t_{3} = 5.2\ kW × t_{2} +$
$0.2\ kW × (10\ h - t_{2}) = 17.5\ kW \cdot h$
解得$t_{2} = 3.1\ h$
则空调B的送风时间
$t_{3} = 10 - t_{2} = 10\ h - 3.1\ h = 6.9\ h$
空调B消耗的总电能
$W_{总} = W_{制冷} + W_{送风} = P_{制冷}t_{2} + P_{送风}t_{3} =$
$1.4\ kW × 3.1\ h + 0.1\ kW × 6.9\ h = 5.03\ kW \cdot h$
空调A的制冷时间
$t_{4} = \frac{Q}{P'_{制冷量}} = \frac{17.5\ kW \cdot h}{3.5\ kW} = 5\ h$
消耗的总电能
$W'_{总} = P'_{制冷}t_{4} = 1.1\ kW × 5\ h = 5.5\ kW \cdot h$
相较于使用空调A，使用空调B可以节省电能
$\Delta W = W'_{总} - W_{总} = 5.5\ kW \cdot h - 5.03\ kW \cdot h =$
$0.47\ kW \cdot h$