毕业论文——用数学精打细算——探究如何选购电热水壶.doc

1、袁娟 双沟实验学校 中学数学用数学精打细算探究如何选购电热水壶【摘要】我们家双休日经常出去旅行，也经常为离开家后是否应该拔掉电热水器插头而争执。妈妈认为应该拔掉插头，否则热水器一直在工作，会耗电。而爸爸认为没有必要拔掉插头，因为电热水器会在水温从设定的 75降到 70时即使重新加热，需要耗费的电能很少，如果拔掉插头，回来后又要重新加热，如果室温是 15，那么重新加热到 75需要消耗的电能更多，更浪费电。在他们的争执下，我决定自己用数学的方法算出到底谁的说法正确。【关键词】 电热水壶 利用率 能源在寒冷的冬天, 人们总爱喝热乎乎的开水, 不仅喝了暖和, 而且对身体也很有益 . 于是,在办公室里

2、, 便常常可以看到这样的情景: 一个人来到办公室里, 在热水壶中放了一小壶水, 烧开, 倒进自己的杯子里, 便去工作了. 紧接着, 另一个人来到办公室, 像第一个人一样, 在热水壶中放了一小壶水, 烧开, 倒进自己的杯子里, 便去工作了.第三个人进来了这不禁让我产生了疑问: 是一次性烧开一壶水比较省电,袁娟 双沟实验学校 中学数学还是分开两次烧开一壶水比较省电呢?于是,我展开了如下的研究：首先, 我用一个标有“220V13A 50Hz”的电热水壶分开几次烧开不同量的水（电热水壶最大容量 1.8L, 最小容量0.2L）,并记录时间,结果如下： 水量(L) 1.8 1.4 1.0 0.6 0.2所

3、用时间 8 分 30 秒 5 分 45 秒 4 分 56 秒 3 分 53 秒 2 分 55 秒解: U=220VI=13AP=UI=220U13A=2860W t=8 分 30 秒=510 秒W=Pt=2860W510s=1458600J t=5 分 45 秒=345 秒按照这样的速度, 若想烧开 1.8L 的水, 就需要 3105/7秒W=Pt=2860W3105/71268614.3J t=4 分 56 秒=296 秒按照这样的速度, 若想烧开 1.8L 的水, 就需要 532.8袁娟 双沟实验学校 中学数学秒W=Pt=2860W532.8=1523808J t=3 分 53 秒=233

4、 秒按照这样的速度, 若想烧开 1.8L 的水, 就需要 699 秒W=Pt=2860W699=1999140J t=2 分 55 秒=175 秒按照这样的速度, 若想烧开 1.8L 的水, 就需要 1575 秒W=Pt=2860W1575=4504500J4504500J1999140J1523808J1268614.3J1458600J一次性烧开一壶水比较省电我得出一个结论: 一次性烧开的水越多,对电能的利用率越高为了节能减排,我们不能够像上面提到的办公室里的人一样, 应该一次性烧开水更省电. 如果大家都能够这样做的话，那么省电的效果将是惊人的。 单单拿温州市来说：温州市有大约 70000

5、00 人，每 3 个人可以算做一个家庭，每个家庭有一个电热水壶（最大容积为 1.8L） ，每天需要水1 壶，相当于每个人每天喝水 0.6L，那么如果一次性烧 1.8L袁娟 双沟实验学校 中学数学水而不是每次烧 0.6L 的水，省下的电就可以这样计算：分 3 次烧用电量：t=3 分 53 秒3=699 秒W=Pt=2860W699=1999140J一次性烧开用电量：t=8 分 30 秒=510 秒W=Pt=2860W510s=1458600J一个家庭一天省下的电量：1999140J1458600J=540540J一共有家庭：700000032333333 个所有家庭一天省电：2333333540

6、540=1261259819820J温州市有大约 7000000 人,每 9 个人可以算做一个办公室,每个办公室有一个电热水壶（最大容积为 1.8L） ，每天需要水3 壶，相当于每个人每天喝水 0.6L，那么如果一次性烧 1.8L水而不是每次烧 0.6L 的水，省下的电就可以这样计算：每人自己烧水用电量：t=3 分 53 秒9=2097 秒W=Pt=2860W2097=5997420J烧三壶用电量：t=8 分 30 秒3=1530 秒W=Pt=2860W1530s=4375800J一个办公室一天省下的电量：5997420J4375800J=1621620J袁娟 双沟实验学校 中学数学一共有办公

7、室：70000009777778 个所有办公室一天省电：7777781621620=1261260360360J如果只计算办公室与家庭的电热水壶, 那么全温州市一天便可以省电：1261260360360+1261259819820=2522520180180J700700 千瓦时=700700 度那么一年下来, 温州市便可以省电：700700365=255755500 度但是很快, 我又发现了一个新的问题：如果一次性烧开的水过多, 那么放久了的话, 水便会降温, 对于没有保温瓶的办公室来说, 凉掉的水相当于是没有烧开, 那么, 不仅不能省电, 反而成了浪费电了. 于是, 我又对水降温的问题展开

8、了研究.我烧开了 1.8L 的水, 每隔两分钟便记录一次温度,结果如下:时间(分钟) 0 2 4 6温度() 100 81 75 70时间(分钟) 8 10 12 14袁娟 双沟实验学校 中学数学温度() 66 62 59 57时间(分钟) 16 18 20 22温度() 54 51 49 47时间(分钟) 24 26 28 30温度() 45 44 42 40经过我对各种温度的水的尝试, 我发现 75的水喝起来有滚烫滚烫的水, 可以喝下,又不至于过烫, 可称为热水, 54的水喝起来有温暖的感觉, 可称为温水. 由于要满足在冬日里人们的需求, 我们把 54一下的称为凉掉的水, 所以1.8L 的

9、水在烧开 16 分钟以后就凉掉了. 经测量发现: 1.8L 的水可够 3 个人喝经观察发现: 在上班时间半小时前,只有很少的人来到办公室, 大多数人在上班时间十分钟前左右来到办公室.于是, 我们可以得出这样的结论:在上班时间半小时前来到办公室的人（大约有 12 个人）可以烧足够自己饮用的水; 在上班时间前十分钟来到办公室的人（大约有 78 个人）可以烧开电热水壶一次性所能烧开的最多的水, 由于是人们来到办公室的高峰时期, 剩下的水袁娟 双沟实验学校 中学数学便可以在凉掉之前被饮用掉. 这样, 省下的电便可以这样计算：每个人只烧自己喝的水用电量：t=3 分 53 秒9=2097 秒W=Pt=28

10、60W2097=5997420J合理烧水用电量：t=3 分 53 秒3+8 分 30 秒2=1719 秒W=Pt=2860W1719=4916340J一天下来可以省电：5997420J4916340J=1081080J虽然比起原来, 省下的电少了：1621620J1081080J=540540J但是有 2 个 0.6L 的水不必因为凉掉而重新烧, 从而浪费电：t=3 分 53 秒2=466 秒W=Pt=2860W466=1332760J所以这样不但不会减少省电量, 一天反而多省电：1332760J540540J=792220J总结: 我觉得生活中处处有数学，只要你平时愿意动动笔，动动脑，那么数学就能很好地服务于我们。同时，数学的学习并不仅仅是局限于课堂，数学在生活中是很有用的，我要认袁娟 双沟实验学校 中学数学真学好数学，用好数学这门武器，去解决更多的生活问题，为我们的社会创造更多的财富，使我们的生活更加美好。参考文献：1.拉丰的激励理论第一卷，人民大学出版社 2002 年 6 月版。2.全日制义务教育数学课程标准 （实验稿） （第一版）悲剧师范大学出版社。