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关于电磁炉烧水功率与节能的初探VIP免费

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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...

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