关于电磁炉烧水功率与节能的初探【摘要】本文通过烧水为例，探究电磁炉功率与烧水时有用效率的关系。通过实验说明：当电磁炉使用功率小于1400W时，烧水的有用效率随着电磁炉功率的增加而明显增加，当电磁炉使用功率大于1400W时，烧水的有用效率随着电磁炉功率的增加而几乎不变，有用效率在89%上下。【关键词】电磁炉；有用效率；功率；节能一、提出问题现今电磁炉走进了千家万户，成为人们除燃气灶外重要的加热工具之一，电磁炉以有用效率高著称，但在倡导节约型社会的今天，我们更希望尽可能多的减少热损耗，所以我们不免追问一句:“到底怎样才更省电？"为了解决这个问题，我上网收集了资料，发现虽然大部分人都同意电磁炉功率越大，能耗越低，可是却还有不少人认为功率越小，能耗越低，甚至还有一些人认为能耗与电磁炉功率无关，基于以上不同的认识，我很好奇，于是就通过下面的实验来进行探究。二、概念界定有用效率：电磁炉的有用效率是指，将物质从某一温度加热到另一温度时，物质增加的内能与电磁炉消耗的总电能的比值。数学表达式为，式中P指电磁炉设定功率，t指烧水时间，c指物质的比热容，m为物质的质量，为物质的温度变化量。三、分析问题以电磁炉烧水为例，通过查找资料和对烧水的过程1进行分析，我们可以得出电磁炉在烧水时的能量损耗主要来自以下几个方面：1.烧水时面板和容器增加的内能。2.面板和容器对周围空气的热传导，热对流，热辐射。3.电磁炉内电阻等电子元件和线路因电流的热效应损失的热能。4.电磁炉内部的散热系统工作时消耗的电能（风机工作）。所以我们提出了以下假设：1.功率越大越省电？因为水的内能增加量Q是一定的，电磁炉的功率W越大，所用的时间t越短，所以热损耗的能量越少。2.锅越小越省电？因为锅越小，和空气接触的散热面越小，可以减少能量的损耗。3.一次烧水越少越省电？因为单次烧的水如果较少，就可以大大节省烧水的时间，可以有效减少热损耗。在以上的三个假设中，第二个假设牵涉变量太多，用我学过的知识不能解决，而第三个假设中，由于烧水的多少和人们的使用需求量有关，没有实际的探讨意义。所以我后面主要对第一个假设进行实验和探讨。四、实验探究为了探索有用效率与电磁炉耗电功率的关系，我进行了以下实验。（一）、实验目的：探究用电磁炉烧开水时，电磁炉耗电功率与有用效率之间的关系。（二）、实验原理：使用同一个电磁炉，以不同的功率2烧同一口锅装的同等质量的水，由某一温度加热到另一温度，计算电磁炉烧水时的有用效率。有用效率是指，水增加的总内能与电磁炉消耗的总电能的比值。数学表达式为式中P指电磁炉设定功率，t指烧水时间，c水指水的比热容，m为水的质量，为水的温度变化量（三）、实验器材：奔腾pc22n-b电磁炉，自来水若干，直径为22cm的不锈钢锅一个，停表，温度计，量筒，泡沫塑料(用来固定温度计)。（如下图）奔腾pc22n-b电磁炉泡沫塑料和温度计（四）、实验步骤1、将奔腾pc22n-b电磁炉平放在桌面上，接通电源，组装器材如左图；2、向不锈钢锅中加入2000ml水，用温度计测量水的初温T1，打开电磁炉电源开关并迅速将模式调至烧水模式，3选择600W的使用功率烧水，同时按下停表开始计时。当水温增加至T2(98℃)时，按下停表结束计时，关闭电磁炉电源，读出停表的读数t。待锅、电磁炉面板、温度计冷却后重复上述步骤，再做三遍；3、再依次选择800W、1000W、1200W、1400W、1800W、2200W的使用功率，重复步骤2中的实验；（五）、实验数据记录与分析实验数据如表一功率P（W）次数水的质量m(㎏)时间t（s）初温T1（℃）末温T2（℃）温度变化量△T（℃）总功W（J）水的内能增加量Q（J）烧水的有用效率平均有用效率60012159912.298.085.895940071728874.8%74.6%60022160212.498.085.696120071561674.5%60032161012.098.086.096600071896074.4%60042159013.098.085.095400071060074.5%480052112312.398.085.789840071645279.7%80.5%80062111212.498.085.688960071561680.4%80072110112.698.085.488080071394481.1%80082110412.898.085.288320071227280.6%100092832.512.898.085.283250071227285.6%85.5%1000102838.313.098...
