水對人們來說,是必不可少的資源,尤其是熱水。針對不同的要求,所需要的水溫也不一樣。而冷水變熱水需要消耗能源,怎樣才能消耗最少的電能把水加熱到想要的溫度?
我經(jīng)過反復(fù)研究、實(shí)踐,最終得出了最節(jié)能的方案?,F(xiàn)將該實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論介紹如下。
一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
探究兩種燒水方案哪個(gè)更省電。
2.實(shí)驗(yàn)方案
方案一:先加熱yL水至沸騰,再將室溫下的另外的zL水(水溫溫度和此時(shí)室溫一樣)適量兌入剛加熱到沸騰的yL水中,使其溫度達(dá)到事先預(yù)設(shè)的溫度。同時(shí),記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
方案二:將xL水直接加熱到預(yù)先設(shè)定的溫度,記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),比較上述兩種方案耗能情況,得出結(jié)論。
3.實(shí)驗(yàn)原理
利用物理學(xué)中電流的熱效應(yīng),用電熱器對水進(jìn)行加熱,將電能轉(zhuǎn)化為熱能,另外利用熱量的傳遞效應(yīng),將其他水的能量傳遞,達(dá)到設(shè)定溫度。
4.實(shí)驗(yàn)猜想
方案一中雖然電能轉(zhuǎn)化成了熱能,但消耗了電能。方案二中雖然也消耗了電能,但減少了熱量的散失,只是將熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)移,是內(nèi)能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)移。所以猜想達(dá)到同樣的溫度,方案二節(jié)省能量。
5.實(shí)驗(yàn)器材
自來水,家用電熱器,秒表1個(gè),量筒1個(gè),容量瓶2個(gè),水槽2個(gè),溫度計(jì)1個(gè)。
二、實(shí)驗(yàn)過程
1.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用量筒量取自來水AmL記為初水量,然后將AmL水倒入加熱器,用溫度計(jì)測出初溫為B℃。
(2)利用加熱器加熱AmL水,用秒表開始記錄時(shí)間。
(3)加熱一段時(shí)間后用溫度計(jì)測出水溫為C℃,同時(shí)記錄所用時(shí)間為t。
(4)將這些水立即倒入水槽,同時(shí)將余下的DmL水也倒入水槽并記為加入水量,測得加入的水溫為E℃和混合后的水溫F℃。
(5)重新量取自來水GmL。
(6)將這些自來水倒入加熱器,調(diào)節(jié)水溫為B℃,加熱,并用秒表計(jì)時(shí)。
(7)將這些水加熱到F℃,記錄用時(shí)為D'。
(8)再做兩次求平均值,并將最后數(shù)據(jù)填入表格。
(9)換取不同的水量,重復(fù)以上的步驟,記錄數(shù)據(jù)。
2.數(shù)據(jù)記錄
上述兩種方案實(shí)驗(yàn)記錄如下:
三、誤差分析
1.能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移時(shí),不能做到100%的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,在這過程中存在一定的能量損耗:一方面,在加熱過程中一部分熱量散失到空氣中;另一方面,加熱器的電阻也會消耗一部分電能。
2.環(huán)境溫度變化也會造成一定的誤差。
3.實(shí)驗(yàn)器材的溫度變化也會造成一定的影響。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
燒水時(shí),把水加熱到需要的溫度,比加熱一部分到較高的溫度再兌水降溫更省電。實(shí)驗(yàn)論證了猜想。
(指導(dǎo)老師:齊虎平 肖栓林)