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DIY一个节能水壶

2015-09-10杨森

大众科学 2015年1期
关键词:烧水对流容积

水壶是我们每一个家庭最常用的生活用品之一,但很少有人会对它进行认真的研究。实际上,如果仔细观察,你会发现,当我们用煤气炉烧水时,火焰是往四周散开的,真正被水壶吸收的热量并不多,而大部分能量都被白白浪费掉了。与此同时,消耗的燃料越多,向空中排放的二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物等废气就越多,空气污染也就越严重。我们只有一个地球,每一个人都应该为这个共同的家园贡献一份爱心,于是我有了设计节能水壶的想法。

根据物理学知识,我们知道,热的传递有传导、对流、辐射三种方式。如果要想使水壶节能,方法有几种:阻碍热向外传导;加快液体间的对流;减少热辐射的发生或者加大热的吸收面积。根据这一原理,我设计出了一种节能水壶。

这种节能水壶分为内壶和外壶两个部分,内壶是一个封闭的容器,由上下两根管子与外壶连通,这两根管子有三个功能:一是向内壶注水,二是便于内、外壶冷热水的对流,三是将内壶固定在外壶上。外壶底有一个向内凹进去的圆台,外壶就套在内壶外面。

用节能水壶烧水时,由于节能水壶的铁圈能将散开的火焰收拢,使火焰全部从内壶内层进入壶内,从内壶外层与外壶的空隙处流出。这样一是增加了火焰与水壶的接触面积,二是延长了火焰与水壶的接触时间,从而减少了能量的浪费。

将节能水壶与普通水壶进行实验对比,会发现:

容积对比:节能水壶容积要比同型号的普通水壶略小一些,但小不了多少,我做的这个样品的底部直径是26cm的,它的容积比普通24cm的水壶还要略大一点。它能装5500克水,而普通24cm的水壶只能装5250克。

节能省时对比:节能水壶烧开5250克水,只需要7分钟,消耗0.093m3(立方米)煤气;普通水壶烧开同样质量的水,则需要17分钟,用时比节能水壶长10分钟;消耗0.223 m3煤气,用量约是节能水壶的2.4倍。

节能减排是当前社会的热点,是建设和谐社会、美丽中国的重要组成部分。虽然杨森发明的只是一个小小的节能水壶,但它兼具了科学性和实用性,具有较高的推广价值。如果每一个家庭都能使用这样的节能水壶,那么,不仅能节约能耗和开支,还能减少污染——因此,节能减排,我们不妨从更换节能水壶做起。(责任编辑/余风)

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