【活动目的】从能量转化的角度出发，探讨利用可再生能源的途径和方法，完成隔热节能房屋的设计。

【活动方案】

（一）结合材料学等学科知识，为房屋选择合适的隔热材料；

（二）结合地理学等学科知识，测算太阳能电池板的面积：

（三）结合工程和技术操作，研究节能热水器。

【实施过程】

（一）选取房屋的“隔热材料”。

(1)学习小组为了比较材料的隔热性能，找到厚度相等的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型。用白炽灯光模拟太阳光，房屋位置如图甲所示，将温度传感器分别放在房屋模型 (选填“内”或“外”)部的相同位置。闭合白炽灯开关，每隔1分钟，同时测量三个房屋模型的温度。
(2)甲图中三个小屋的摆放位置不合理，原因是：。
(3)优化实验方案后进行实验，温度传感器的示数变化情况如图乙所示。根据图像分析，学习小组应选择做房屋的隔热材料。
（二）测算太阳能电池板的面积
(4)学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电。安装在屋顶的太阳能电池板朝南放置，这样有利于获取。
(5)深圳某天1m²的太阳能电池板发电量为0.8kW·h，若当天家庭用电量为16kW·h，为了满足用电需求，太阳能电池板的面积至少为m²。
（三）研究节能热水器
学习小组了解到有一款空气能热水器，其工作原理如图丙所示。液态工作介质经过蒸发器，吸收室外热空气中的热量后，蒸发成气态，进入压缩机，经压缩机压缩后，形成高温高压的气体，进入水箱中的冷凝管，释放热量后，变成液态，经过储液罐、过滤器、膨胀阀，再次回到蒸发器，开始下一个循环。
当室外温度低或需要快速制热时，热水器还需要用水箱中辅热器的电阻丝加热，从而缩短加热时间。学习小组把水从冷凝管吸收的热量与工作介质循环所消耗电能(不含辅热器消耗电能)的比值记为D。
(6)压缩机通过(选填“做功”或“热传递”)方式改变工作介质的内能；高温高压的气体通过冷凝管后内能变。
(7)在某一环境温度下，在空气能热水器水箱中装入200kg初温为20℃的水，关闭其它用电器，记录电能表的示数为932.2kW·h，启动空气能热水器(辅热器不工作)，2h后，水温达到50℃，电能表的示数如图丁所示。此过程中，水吸收的热量为J。空气能热水器的电功率P为W，则该空气能热水器的D值为。水的比热容取4.2x10³J/(kg·℃)。
(8)学习小组为了将题(7)中的加热时间缩短至80min，需要启动水箱中的辅热器加热。若D值和电功率P(不含辅热器的电功率)均不变，辅热器两端的电压是220V，加热效率是87.5%，则该辅热器中电阻丝的阻值为Ω。
【交流与评价】
(9)学习小组根据上述活动方案完成了“隔热节能房屋"的设计，请根据以下评价量表选择一个维度对该设计进行评价(需说明理由)。