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低碳生活从“烧水”开始 - 不同烧水方案的耗电问题

[字体: ] [ 中学生科技网 | 时间:2012-07-15 13:23 ]

在科技迅速发展的21世纪,越来越多的高科技产品使我们的生活更加绚丽多姿;但今天也同样是能源急剧萎缩的时代,我们在使用这些高科技产品的同时,也不得不为节能环保考虑了。一方面,我们的生活要更加五彩缤纷,另一方面,我们还要更加节约能源。本实验活动恰恰是针对这一问题展开的,通过对日常生活观察、分析、总结出较为常用的烧水方案,然后进行严谨的推理,得出科学准确的实验方案,进行精密的数据采集、分析、整理,最终得出最节能的方案,希望大家能够采用、借鉴这类方案,用于日常生活,节能环保,从我做起,从点滴做起。
 
陕西省西安市第三中学高2013级
辅导老师 齐虎平 肖栓林
作者 李帅
 
 
低碳生活从“烧水”开始
不同烧水方案的耗电问题
陕西省西安市第三中学高2013级  作者 李帅 辅导老师 齐虎平 肖栓林
准考证号:3532250413 联系电话:13488261686  02968694496
摘要:在科技迅速发展的21世纪,越来越多的高科技产品使我们的生活更加绚丽多姿;但今天也同样是能源急剧萎缩的时代,我们在使用这些高科技产品的同时,也不得不为节能环保考虑了。一方面,我们的生活要更加五彩缤纷,另一方面,我们还要更加节约能源。本实验活动恰恰是针对这一问题展开的,通过对日常生活观察、分析、总结出较为常用的烧水方案,然后进行严谨的推理,得出科学准确的实验方案,进行精密的数据采集、分析、整理,最终得出最节能的方案,希望大家能够采用、借鉴这类方案,用于日常生活,节能环保,从我做起,从点滴做起。
关键词:节能环保  烧水方案  实验
一、实验背景:
随着人类社会的发展,能源紧缺已成为我们面临的首要问题,人们在提倡节省能源消耗同时,在寻找更多的能源。那如何节省能源,这需要从我们身边做起。水对人们是不可缺少的,做饭我们要烧水,冬天我们喝水、洗澡、洗脚也要热水,暖气也需要热水等等。这些都需要我们烧水。然而,不同的事情我们所需要的水的温度是不一样的。做饭水温100℃,洗脚30℃左右,暖气片要根据天气不同我们可适当的调节水的温度,那么怎样消耗最少的电能而把水加热到舒适的温度,自然就成为不可避免的问题。经过我反复研究、实践,最终得出了最节能的方案。现将该实验的过程和结论介绍如下:
二、实验准备
加热xL水到某个温度采用不同的加热方案,通过实验数据分析,哪种加热方案比较节省电能。
1.实验目的:探究两种烧水方案哪个更省电
2.实验方案:
    方案一:先加热yL水至沸腾,在将室温下的另外的zL水(水温温度和此时室温一样)适量兑入刚加热到沸腾的yL水中,使其温度达到我们事先预设的温度。同时,记录相应的数据。
    方案二:将xL水直接加热到我们预先设定的温度。记录相应的数据。
   分析实验的数据,比较上述两种方案耗能量情况,得出最后的结论。
3.实验原理
利用物理学中电流的热效应,用电热器对水进行加热,将电能转化为热能,另外利用热量的传递效应,将其他水的能量传递,达到某个温度。
4.实验猜想
方案一虽然电能转化成热能,但消耗了电能。方案二虽然也消耗了电能,但减少了热量的散失,只是将热能进行转移,是内能和内能转移。所以猜想达到同样的温度,方案二比较节省能量。
5.实验器材
自来水 家用电热器 秒表1个 量筒1个 容量瓶2个 水槽2个 温度计1个。
三、实验过程
1.实验步骤
(1)先用容量瓶取自来水,在用量筒量取自来水AmL记为初水量,让后将这AmL水倒入加热器,用温度计测出初温为B℃。
(2)利用加热器加热AmL水,用秒表开始记录时间。
(3)加热一段时间后用温度计测出水温为C℃,同时记录下所用时间为t。
   (4)将这些水立即倒入水槽,同时将余下的DmL水也倒入水槽并记为加入水量,测得加入的水温为E℃和混合后的水温F℃。
(5)重新量取自来水GmL。
(6) 将这些自来水倒入加热器,调节水温为B℃,加热,并用秒表计时。
(7)将这些水加热到F℃,记录用时为D'。
(8)再做两次求平均值,并将最后数据填人表格。
(9)换取不同的水量,重复以上的步骤,记录数据。
2.数据记录
上述两种方案实验记录如下:
实验序号
初加水量
AmL
初加水温
B℃
加热温度C℃
加入水量
DmL
加入水温
E℃
末余水量
末余水温
消耗电量
 
1
1000mL
15℃
98℃
500mL
15℃
1500mL
61℃
09min15s 900w
1500mL
15℃
61℃
0mL
15℃
1500mL
61℃
06min50s 900w
2
1500mL
15℃
98℃
500mL
15℃
2000mL
67℃
13min10s 900w
2000mL
15℃
67℃
0mL
15℃
2000mL
67℃
9min02s 900w
3
3000mL
15℃
98℃
1000mL
15℃
4000mL
69℃
24min12s 900w
4000mL
15℃
69℃
0mL
15℃
4000mL
69℃
16min23s 900w
四、误差分析
   (1)能量在转化或转移时不可能百分之百转移、转化,存在能量的损耗,根据 的现象,解释原因:一方面,在加热过程中有一部分热量散失到空气中了;另一方面加热器的电阻也会消耗一部分电能。
   (2)环境温度变化也会造成一定的误差。
   (3)实验器材的温度变化也会造成一定的影响。中学生科技网 http://www.zxskj.com
五、实验结论
    在烧水时把水加热到需要的温度比加热一部分到较高的温度在对水降温更省电。猜想正确。
六、结论推广
   (1)在烧水时,需要多少水就一次性烧够,加热到需要的温度,这样会更快更省能源。
   (2)在给已有水降温时,把已有的水先放置一段时间,再把冰水加入,比先将冰水加入再放置要快。
七、后记
在能源紧缩的今天,节约能源是我们每个人义不容辞的责任,“天下兴亡,匹夫有责”我们在满足自己需求的同时,也要为人类的将来生存考虑,节省我们身边的点滴能源,从小事做起,从我们身边做起,节省能源,为我们社会的可持续发展出一份微薄之力。  

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