中学小论文—用数学实验为低碳生活添砖加瓦.doc

用数学实验为低碳生活添砖加瓦——厨房加热耗能实验温州市第二外国语中学七(1)班 卢拂绮当今社会，保护环境、植树造林、勤俭能源等环保理念己成为我们的行动原 则，低碳生活是我们积极提倡的绿色生活方式我们在生活中除了耍注意及时关 闭开关等节电、节气、节能等，科学的生活知识可以帮助我们做得更好！本 文就用数学实验的方法，为大家介绍如何使用电磁炉而使得更加节能方面的研 究一个普通家庭，每天厨房里的烧菜做饭耗掉了不少的能源在我们温州市民 的家庭中，现在普遍使用的是液化气灶，液化气燃烧会产生二氧化碳，而且耗能 也比较大，加上液化气价格上涨，经济上也并不划算以下是各类能源耗能数值 对照：项目功率输岀热效率所需时间所耗电费或燃料费电磁炉1800W83-90%3分15 秒0. 5元1度电，计0. 039元般电炉1200W53%13 分 15秒0. 5元1度电，计0. 198元石油液化气/煤气灶0. 28kg50%5分钟90 元 15kg/罐，0. 672 元管道煤气0. 27kg50%5分钟2元1立方，0. 54元天然气灶0. 25kg50%5分钟2元1立方，0. 500元利用清洁零污染的电能加热的厨具主要有电磁炉与电火锅，但二者电热转化 率有一定的差别。

目前居民使用的电火锅按连接方式可分为两种：一体式和分体 式用一体式和分体式电火锅(同等功率)同吋烧开同等体积的水,结果分体式电 火锅比一体式电火锅多耗时约l/4o用电磁炉与一体式电火锅的同样试验，结果 发现，电磁炉比一体式电火锅少耗时约1/3,由此可见，电磁炉的电热转化率最高, 升温最快采用辐射原理的电磁炉还具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、 无有害气体、对周围环境不产牛热辐射、不会对室内氧气造成消耗，也不会产生 二氧化碳和一氧化碳这些对人体有害的气体虽然电磁炉是各种加热方式中最节省和最快的，那么选用电磁炉以后，有没 有办法使得使用过程更加节能呢？电磁炉加热分为多档，例如我家选择的 “美的”电磁炉ST2110,功能区分为“火锅”、 “炒菜”、“烧水”等六类，每一-类，如“火 锅”下面还有1600W、1400W、1200W……等多 档发热功率可供选择，那么在每一档功率下, 加热相同体积的水，耗能一样吗？我在家里开始了这个研究实验：在选择“火锅”这个功能区，分别采用1600W、1400W、1200W、1000W、800W、 500W,为了省电，只对少量的水进行了加热，分别记下时间，计算相对应的能耗。

我选用电磁炉配套的铁锅，每次烧烧水以后让电磁炉冷却5分钟，去掉第一 个“冷锅”数据，耗吋约一个半小吋，第一次实验在晚上10点以后进行，由于 厨房经验不足，发现得到的数据出入较大总结原因，是水太少，加上计时不够 熟练，课差较大第二次改进方法，特别注意对锅放对位置的检查，由于历时较 长，担心自来水管里的水水温可能发生变化，所以一次性先把水接到一个大桶子 里，然后分次舀出，使得水温相对较为接近，并且增加了 “烧水”区的2100W. 1800W,得到了第二组数据功率（瓦）时间（秒）耗电量（千瓦•秒）2100129270.91800136253.816001552481400177247.81200198237.61000219219800330264500630315为了更加直观地显示不同功率下的能耗与吋间，我利用Excel软件绘制出如 下折线型统计图：T-时间（秒）-耗电量（千瓦• 秒）图形折线可以看出，从 2100W、1800W、1600W、1400W、1200W 到 1000W,烧 水的能耗是逐渐降低的，但是到800W. 500W能耗反而是加大的本着对数据的 质疑，我查阅了相关资料后知道，原来用800W、500W的功率工作，电磁炉是间 断工作的，所以工作的时间并不是真正的耗能时间。

后来我减去了 800队500W档的数据，由于最高档的2100W和最低档的1000W 耗能还是相差比较大的，所以继续了多次试验，最终得到了如下的数据：功率（瓦）时间（秒）耗电量（T•瓦•秒）2100128268.8180014025216001552481400177247.81200198237.61000219219绘制出如下折线型统计图:1 2 3 4 5 6时间（秒）-■-耗电量（千瓦・ 秒）折线直观向我们说明，随着使用功率的降低，能耗也在减少，不过时间 在增加数据告诉我们，使用电磁炉，你如果不计时间，那么降低使用的功率, 可以节能，而U使用低档的1000W,比使用最高的2100W,烧550ml水要节能 26&8-219 =]&53%,这是一个不小的数字268.8我并不满足这个结果，然后继续思考：多次开关电磁炉会增加功耗吗？所以 我继续了下面的实验：我选择“火锅”功能区下的1600W功率,分别对550ml, 550X2=1100ml, 550X3=1650ml的水进行烧开，比较能耗，得到数据如下表：水(ml )吋间（秒）550ml平均时间 （秒）耗电量（千瓦•秒）550153153244.8550X2=1100299149.5239.2550X3=1650450150240对应的折线如下:耗电量（r瓦•秒）244242240238236-♦—耗电量（千瓦• 秒）244 X - 239 2虽然，两倍的水量平均后比一次烧水要节能： =2.29% ,但是244.8三倍的水量平均后比两次的水量平均后的烧水耗能并没有减少，考虑到手工操作 的误差，是不是开关电磁炉的能耗可以忽略不计呢？另外，根据水的气化知识知道，对于合理使用电磁炉的各档功率还有这样的 建议：人功率加热速度快，但功耗电量也人，如果吋间较紧，可以先采用人功率 档进行加热，当锅内一旦开锅时，如无特殊的要求，应及时把功率档调至小档， 以能使锅内保持开锅即可，特别是在煮稀饭、做汤、吃火锅等时更应如此。

因为 水沸后，温度保持100C,并不能继续升高，大功率档不但浪费电能，还会使 汤水在很大的火力下剧烈沸腾，万一溢出还会出危险和使锅底结锅巴当然了， 作为家用电器，电磁炉的插座接到电路上待机也是耗电的，一般是2瓦，所以， 不使用时应该把插头从插座上拔下最后，作为烧水“专业”用具的电热水壶到底比电磁 炉烧水耗电多还是少呢？于是我把同样的550ml的水装进 了一个电热水壶，铭牌显示的功率是1000W,耗时199秒, 功率为199 （千瓦•秒）,这个数据比电磁炉用1000W烧 水的219 （千瓦•秒）节省了： 219-199=9」3%,看來219一体式的电热管加热，比分体式电磁炉还节能呀！不过，这次的数学研究活动让我收获最大还是：用数学来研究科学的生活方 式，可以让我们把节能做得更好！只要我们用数学的眼光观察生活的每个细节，然后动手研究，那么我们的生 活将会更低碳！。