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怎樣燒開水最快最省煤氣
==123數(shù)學(xué)網(wǎng)==
老師說過,有人對(duì)家庭煤氣的使用量做了研究,并且提出節(jié)省煤氣的方案,我們覺得很意思,就利用業(yè)余時(shí)間在家里做了測(cè)量燒開水所需煤氣量和所需時(shí)間的實(shí)驗(yàn).
一、實(shí)驗(yàn)過程
我們仔細(xì)觀察現(xiàn)在家庭使用的電子打火煤氣灶,發(fā)現(xiàn)當(dāng)關(guān)著煤氣的時(shí)候,煤氣旋鈕（以下簡(jiǎn)稱旋鈕）的位置為豎置方向,我們把這個(gè)位置定為0°,煤氣開到最大時(shí),位置為90°（以0°位置作起始邊,旋鈕和起始邊的夾角）.我們?cè)?-90°中間平均分成五等份,代表不同的煤氣流量,它們分別是18°,36°,54°,72°,90°,見圖1.
圖1 不同旋鈕位置示意圖
我們?cè)谶@5個(gè)位置上,分別以燒開一壺水（3.75升,注入滿瓶1.25升可樂瓶的水即可）為標(biāo)準(zhǔn),記錄所需的時(shí)間和所用的煤氣量,數(shù)據(jù)見表1.
二、處理數(shù)據(jù)
表1 煤氣旋鈕在不同位置時(shí)燒開一壺水（3.75升）所需的時(shí)間及煤氣量
位置項(xiàng)目開始時(shí)間（分）水開時(shí)時(shí)間（分）所需時(shí)間（分）煤氣表開始時(shí)讀數(shù)（）煤氣表水開時(shí)訊數(shù)（）所需煤氣量（）18°6:066:25199.0809.2100.13036°5:496:05168.9589.0800.12254°5:354:49138.8198.9580.13972°5:225:34128.6708.8190.14990°5:095:19108.4988.6700.172根據(jù)旋鈕位置,以及煤開一壺水所需時(shí)間（用S表示）、所用煤氣量（用V表示）,我們可以算出不同旋鈕位置所代表的煤氣流量（用L表示）.結(jié)果如下：L=V/S.
表2 旋鈕的不同位置所代表的煤氣流量
位置
項(xiàng)目燒開一壺水所需流量時(shí)間（分鐘）煤氣量（）/分鐘升/秒18°190.1300.0068420.11436°160.1220.0076250.12754°130.1390.0106920.17872°120.1490.0124170.20790°100.1720.0172000.287 從上表可以看出,當(dāng)旋鈕開得越大時(shí),代表流量（單位時(shí)間內(nèi)從煤氣閥門內(nèi)流出的煤氣量也越大.這樣我們就可以來考慮煤氣流量和燒開一壺水所需的時(shí)間及用氣量之間的關(guān)系了.
圖2煤氣流量和燒開一壺水所需煤氣量關(guān)系圖
圖3煤氣流量和燒開一壺水所需時(shí)間關(guān)系圖
從圖2中可以看出,在 5個(gè)不同流量的位置上,流量最大（0.017200 ／分鐘）時(shí),耗用的煤氣量也最多為 0.172．但是當(dāng)流量最小（0.006842 /分鐘）時(shí),耗用的煤氣量并不是最小值,為0.130／分鐘．流量為 0.007625 ’／分鐘時(shí),即旋鈕位置在 36°時(shí),燒開一壺水所耗用的煤氣量為最少,為0.122 ．因此,根據(jù)圖2各點(diǎn)的變化趨勢(shì),我們可以推測(cè),燒開一壺水最省煤氣的位
置應(yīng)該在18°一54°之間,靠近36°附近．
從圖3中可以看出,在5個(gè)不同流量的位置上,流量最大時(shí),最節(jié)省時(shí)間,所需時(shí)間為10分鐘,流量減小,所需時(shí)間則延長(zhǎng),最長(zhǎng)時(shí)間為19分鐘．因此,如果不考慮煤氣的用量,把煤氣旋鈕開到最大90°時(shí),最省時(shí)．
三、結(jié)論及對(duì)結(jié)論的分析
通過我們的實(shí)驗(yàn),可以知道,用煤氣燒水,最省時(shí)和最省氣不能同時(shí)做到．
最省時(shí)的位置是流量最大的位置．
最省氣的位置不是流量最小的位置,而是在 0.006842—0.007625 /分鐘即
18°一54°之間的位置上,靠近36”附近．
四、體會(huì)
1．在做本次實(shí)驗(yàn)之前,我們?cè)?jīng)在0—90°之間只選取了3個(gè)位置來做實(shí)驗(yàn),即火量最小的時(shí)候、適中的時(shí)候和最大的時(shí)候,并且沒有準(zhǔn)確的度數(shù)．所以,在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí),不易進(jìn)行,也不好畫圖,后來,在老師的啟發(fā)下做了上述較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn),并得出結(jié)論．
2．為了保證每次燒開水時(shí),壺的起始溫度一致,我們?cè)谧龅谝粋€(gè)位置18°時(shí),預(yù)先將實(shí)驗(yàn)用壺?zé)康拈_水,并倒掉,然后再開始實(shí)驗(yàn)．這在最早實(shí)驗(yàn)時(shí)也沒考慮,因?yàn)轭A(yù)熱關(guān)系到結(jié)果的準(zhǔn)確性．
3．學(xué)數(shù)學(xué)并不是那么難．在處理數(shù)據(jù)時(shí),老師說,你可以考慮用圖表示,我們想起近兩年報(bào)紙上經(jīng)常用兩個(gè)垂直的數(shù)軸的圖來說明一些事情的發(fā)展變化,就試著用它（后來老師說這叫直角坐標(biāo)系和函數(shù)圖象,是初三年級(jí)的數(shù)學(xué)知識(shí)）,并做出了分析．現(xiàn)在,我們感到三年級(jí)的知識(shí)也沒有什么,并且覺得數(shù)學(xué)很有意思．
4．在做實(shí)驗(yàn)之前,我們想象通氣量越小越省煤氣,但通過實(shí)驗(yàn)及分析發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此．細(xì)一琢磨,如果通氣量特別小,對(duì)壺體作用的溫度不足100°C,那一輩子也燒不開水．所以,我們體會(huì)到下結(jié)論不能想當(dāng)然,應(yīng)該更信賴科學(xué)．