Актуальность:исследование по теме бытовой технике связана с тем насколько они облегчают жизнь человека, и при этом обеспечивая себя комфортными условиями проживания. Разная бытовая техника может выполнять одну и ту же работу, но результаты получившиеся при измерении будут разные.
Вложение | Размер |
---|---|
proekt.docx | 553.3 КБ |
Детская областная общественная организация«Научное общество учащихся «Поиск »
«КОРМИЛОВСКАЯ СОШ №1 »
Заочная научно-практическая конференция учащихся «ПОИСК»
Тема: « КПД бытовой техники, бытовая техника и человек »
Научно-исследовательская работа Научное направление: Физика
Содержание
I.Введение | |
1. Актуальность 2. Гипотеза. 3. Цель, задачи исследования. 4. Объект, предмет исследования. 5. Методы исследования. 6. Практическая направленность работы. 7. Этапы работы. | |
II.Основная часть | |
1. Учимся вычислять КПД в бытовой техники | |
1.2. Анкетирование | |
2. Практическая часть | |
2.1 Расчеты по нагреванию воды электрочайником | |
2.2 Расчеты по нагреванию воды чайником на природном газе | |
2.3 Расчеты по нагреванию воды микроволновой печью | |
2.4 Сводная таблица | |
III. Выводы по работе | |
IV.Приложения | |
V.Интернет ресурсы о бытовых приборах | |
1.Актуальность:исследование по теме бытовой технике связана с тем насколько они облегчают жизнь человека, и при этом обеспечивая себя комфортными условиями проживания. Разная бытовая техника может выполнять одну и ту же работу, но результаты получившиеся при измерении будут разные.
2. Гипотеза: используемая нами современная бытовая электротехника способствует облегчению затрат и времени, и энергии человека.
3. Цель исследования:
Задачи:
4. Объект, предмет исследования: расчеты для микроволновая печь, электрочайник и газовый чайник.
5.Методы исследования:
1.Аналитический;
2.Анкетирование;
3.Анализ и диагностика полученных результатов;
4. Энергетические расчеты.
6. Практическая направленность работы: рассчитать энергетические затраты , выявить энергетически выгодные приборы.
7.Этапы работы.
1 этап – сбор информации по выбранной теме;
2 этап – анкетирование учащихся;
3 этап – обработка данных;
4 этап – расчет энергетических затрат по полученным данным;
5 этап – анализ полученных результатов;
6 этап – практическое применения исследования.
I.Основная часть
1. Учимся вычислять КПД в бытовой техники
Бытовая техника играет немаловажную роль в жизни каждого современного человека. С первых дней рождения человек прямо или косвенно контактирует с бытовой техникой, пользуется продуктом бытовой техники.
Сколько часов вы можете обойтись без бытовой техники? Сколько раз в день мы подходим к холодильнику, включаем микроволновку, утюг, тостер, стиральную машину? Современный житель избалован бытовой техникой и беспомощен без нее. Нам трудно представить вечер без телевизора, компьютера, без разговоров по мобильному телефону, мы привычно бросаем белье в стиральную машинку и забываем о нем, пока белье не выстирается в машинке. Мы выбираем технику по цене, энергопотреблению, мощности, цвету корпуса, по дизайну, по принадлежности техники к той или иной торговой марке. Зачастую мы отдаем предпочтение одной-двум маркам бытовой техники, которые служат нам много лет, зарекомендовали себя лучшим образом, удобны в эксплуатации и ремонте или просто из-за своего консерватизма. Мы дарим родным и друзьям фены, утюги, тостеры, фритюрницы и фондющницы, электрочайники и электрокофеварки, миксеры и блендеры, соковыжималки и кухонные комбайны, електрогрелки и електрозажигалки, и еще много-много различных бытовых мелочей, созданных для того, чтобы облегчать наш труд, улучшать наш быт, баловать нас и экономить наше время на более важные и приятные дела.
Это все натолкнуло меня на мысль, узнать насколько эффективны электробытовые приборы по сравнению с неэлектрическими.
Я решил определить КПД микроволновки, электрического чайника и газового чайника.
Для этого я изучил КПД тепловых приборов.
Коэффицие́нтполе́зногоде́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах.
Если КПД выражается в процентах, то он вычисляется по формуле:
1.1Анкетирование
Участникам анкетирования были даны 2 вопроса, на который им нужно было ответить.
-Вопросы: Где быстрее нагреется вода по вашему мнению в микроволновой печи, электрическом чайнике или газовом чайнике ? Какому из перечисленных приборов вы отдаете предпочтение микроволновой печи, электрическому чайнику или газовому чайнику?
В анкетирование участвовало 10 человек, 3 из них отдали своё предпочтение газовому чайнику,6 электрическому чайнику и всего 1 человек отдал свое предпочтение микроволновой печи. Из этих 10 человек 9 сказали что электрический чайник нагреет воду до состояния кипения быстрее всех остальных, и 1 участник сказал что микроволновка нагреет быстрее .
Выразим полученные результаты в процентах:
Где быстрее нагреется вода по результатам анкетирования (В %) | К какому из бытовых приборов по результатам анкетирования люди отдают свое предпочтение (В %) | |
Микроволновая печь | 10 % | 10% |
Электрический чайник | 90% | 60% |
Газовый чайник | 0% | 30% |
По результатам анкетирования электрический чайник оказался более эффективным по мнению людей.
2. Практическая часть
Количество теплоты, требуемое для нагрева 1 литра воды до температуры кипения
Начальная температура воды: t1= 18 °С,
Температура кипения воды: t2= 100 °С,
Масса воды: mв= 1кг
Удельная теплоемкость воды: с = 4200 Дж/кг°С
Количество теплоты
Q = с·m·(t2- t1)
Q = 4200·1·(100-18) = 344400 Дж
2.1.Расчеты по нагреванию воды электрочайником
Нахождение реальной мощности электрочайника
Мощность электрочайника заводская: P = 2000 Вт,
Сила тока в цепи: I = 9 А
Напряжение: U = 220 В
Реальная мощность:
P = I · U
P = 220 В · 9 А = 1980 Вт
Количество теплоты, выделенное спиралью чайника
Время нагрева t = 255 c.
Мощность электрочайника Р = 1980 Вт
Количество теплоты:
Q = P · t,
Q = 1980Вт ·225 с = 445500 Дж
Нахождение КПД электрочайника
Затраченное количество теплоты:
Qз = 445500 Дж
Полезное количество энергии:
Qп =344400 Дж
Находим КПД электрочайника:
η = (344400 /445500)·100% = 77,3 %
2.2 Расчеты по нагреванию воды чайником на природном газе
Характеристика природного газа
Объём сгоревшего газа:
Vгаза = 0.019 м3
Удельная теплота сгорания природного газа
q = 4.4 · 107 Дж/кг
Плотность газа:
ρ = 0.85 кг/м3
Нахождение количества теплоты, выделенное сгоранием газа
Находим массу сгоревшего газа:
m = V · ρ
m = 0.019 м3 · 0.85 кг/м3 = 0.01615кг
Удельная теплота сгорания газа
q = 4.4 · 107 Дж/кг
Количество теплоты, выделенное газом:
Q = m · q
Q = 0,01615кг · 4,4 · 107 Дж/кг = 710600 Дж
Время затраченное для закипания 1л воды (в сек) газовый чайник:
576 сек
Нахождение КПД газовой плиты
Затраченное количество теплоты:
Qз = 710600 Дж
Полезное количество энергии:
Qп = 386400 Дж
Находим КПД электрочайника:
η = (386400/710600)·100% = 54,4%
2.3 Расчеты по нагреванию воды микроволновой печью
Нахождение реальной мощности микроволновой печи
Мощность микроволновой печи заводская: P = 1200 Вт,
Сила тока в цепи: I = 6 А
Напряжение: U = 220 В
Реальная мощность:
P = I · U
P = 220 В · 6 А = 1320 Вт
Количество теплоты, выделенное микроволновой печи
Время нагрева t = 360 c.
Мощность микроволновой печи Р =1320 Вт
Количество теплоты:
Q = P · t,
Q = 1320 Вт · 360 с = 475200 Дж
Нахождение КПД микроволновой печи
Затраченное количество теплоты:
Qз = 475200 Дж
Полезное количество энергии:
Qп =344400 Дж
Находим КПД электрочайника:
η = (344400 /475200)·100% =72 %
P | КПД | Время затраченное для закипания 1л воды (в сек) | |
Микроволновая печь | 1320 Вт | 72 % | 360 с |
Электрический чайник | 1980 Вт | 77,3 % | 255 c |
Газовый чайник | - | 54,4% | 576 с |
III. Выводы по работе
Проделав все эксперименты, сделав расчеты и проанализировав результаты, я пришел к выводу что, электрический чайник уменьшает затраты человека и греет воду до состояния кипения быстрее чем микроволновая печь и газовый чайник, газовый чайник проигрывает всем электрическим приборам (микроволновая печь, электрочайник)
После данной исследовательской работы мой выбор пал на электрический чайник.
IV.Приложения |
V.Интернет ресурсы о бытовых приборах
|
Астрономический календарь. Январь, 2019 год
Госпожа Метелица
Лиса и волк
Астрономический календарь. Апрель, 2019
Мост из бумаги для Киры и Вики