一个有趣的数学小实验

一个有趣的数学小实验

摘要 如今不少南京市民家烧开水既可以用电也可以用天然气，那么到底选择哪种更经济划算呢？近日，我就做了一次“用天然气烧水省钱还是用电烧水省钱”的有趣数学小实验。结果发现，平底壶烧水在“峰时”用天然气比用电划算；在“谷时”用电比用天然气划算；天然气烧水时用中火比用大火更省钱。

关键词 平底壶 天然气 峰时 谷时

一、实验的起因

当，当，当，听见有人敲门我问一了句“谁呀，有什么事？”“收费！”门外的声音回答到，妈妈一听，马上跑了出去，回来时拿着收费单子和爸爸抱怨说“这个月怎么又是这么多钱啊！”我一听到妈妈的话就明白了，我们家每个月的开支中水费、电费、天然气费就要花不少钱，全是因为没有做到节约，浪费现象比较严重。比如家里一直用天然气烧水，而那个水壶的报警器早就坏了，现在水烧开了不自动报警了，经常是水开了没人知道，等想起来去看水时，水只剩一半了，又得重新烧一壶，如此反复下去，浪费许多时间不说，更重要的是浪费了许多能源和钱。想到这里我再也坐不住了，让爸爸去重新买个水壶，这样可以每月节省不少家用开支。爸爸说现在家里烧开水既可以用电也可以用天然气，可以买电水壶也可以买普通水壶，如果我们考虑要节能省钱，那么到底选择哪种更经济划算呢？这倒把我难住了，我还从来没有考虑到这个问题，我赶紧上网去查，网上有的人认为用电划算，原因是电水壶的热损失少，热效率高于燃气，但也有认为煤气烧水会快一点，电水壶虽然也快，但是瓦数太高了，用电比较多，一个月电费合起来也会很贵。

我茫然了，想来想去，决定亲自实验一下，让爸爸去把两种水壶都买回来，我来做个对比实验，用实验数据来解答这个问题。

二、实验的工具

某品牌型号一只4升平底电水壶（功率为1.5千瓦）；一只4升平底水壶；电子计时器。

三、实验过程

先将水壶装满4升水，将天然气调到最大档，用大火开始烧，记录天然气表的起始刻度，用电子计时器记录烧水的起始时间。水烧开后鸣叫，此时记录天然气表的最终刻度和终止时间。然再后将电水壶也装满4升水，插上电源，用电子计时器记录烧水的起始时间，水烧开后同样鸣叫，此时再记录水烧开的终止时间。

四、实验结果

用天然气烧开4升水（水烧开温度为120oC），消耗天然气0.077立方米（用天然气表烧水后的数字减去烧水前的数字，），花费时间为15分钟；用电烧开4升水，花费时间为13分钟。

那么它们分别花费多少钱呢？

我赶紧上网查阅资料得知：南京民用天然气价格为2.2元/立方米，那么用天然气烧开4升水所需费用为：0.077立方米×2.2元/立方米≈0.169元。南京居民用电分两个时间段计费，即

峰时：8：00－21：00 计费为 0.55元/KWH

谷时：21：00－8：00 计费为0.35元/KWH

当电器功率为1000W，工作一小时，所消耗的电为1度电，即1千瓦时（KWH）=1度电。根据这个公式，用电烧开4升水，消耗的电为：

1.5千瓦×13÷60小时≈0.325 KWH=0.325度电，所需费用为：

峰时：0.325 KWH ×0.55元/KWH≈0.179元

谷时：0.325 KWH ×0.35元/KWH≈0.114元

烧开4升用天然气和用电所需费用的对比见表1：

五、实验结论

由表1可以看出：峰时烧水用天然气比用电所用时间长，但费用低；谷时烧水用电和用天然气相比，不仅用时少，而且费用低。可知，没有绝对的用电划算还是用气划算，要根据烧水不同的时间段来定，但是有一点可以肯定的是，谷时用电烧水可以达到既省时又节能省钱。因此从节能省钱方面出发，我建议大家在峰时还是用天然气烧水划算，烧水之类的如果没有时间限制可以等到谷时用电烧。

六、由实验产生的联想

由烧水的实验，我想到许多电器、燃具都存在如何使用更节约的问题，要解决这些问题都可以进行实验，这样才能知道在怎样的使用状态下最省气、省电、省时。

妈妈平时用天然气烧水炒菜，总是喜欢将开关调到最大档。那么用天然气最大档和用中档哪个更经济呢？想到这里我决定再做一个实验，用数据来说明问题。我又用水壶装满4升水，将天然气开关调到平常使用的中档，即用中火烧开，水烧开后鸣叫，用了31分钟，消耗了0.071立方米天然气，约合人民币0.156元，与用天然气最大档

即大火烧所需费用的对比见表2。

由表2可以看出，妈妈平时为了节省时间，用大火烧水炒菜，既浪费了能源又多花了钱。因此我建议妈妈在时间允许的情况下，平时还是用中火烧水炒菜比较经济划算。

七、实验的启示

通过这个有趣的数学小实验我得出结论：在“峰时”烧水用天然气比用电划算；在“谷时”烧水用电比用天然气划算；天然气烧水时用中火比用大火更省钱。

当我得意洋洋地把自己的结论告诉爸爸的时候，他先是摸着我的头把我好好地称赞了一番，话锋一转却说我的结论并不能绝对。我很不服气，这可是我用数据得到的结论啊，难道也会有错？他给我看了网上的一篇文章，文章认为用能源加热的耗费量受多种因素影响，比如接触面不同，加热的效果就不一样，用电加热只适合于平底锅，凹底和凸底会造成接触面过小，反而耗电。而天然气则能灵活应对不同形状的锅底，使锅底充分受热。看来我的结论前还要加上用平底壶烧水，在“峰时”用天然气比用电划算；在“谷时”用电比用天然气划算；天然气烧水时用中火比用大火更省钱。

看来什么事情都不能想当然，不能轻易下结论啊，生活中到处都有数学，数学和我们的生活息息相关，我决定以后分析问题时要从多个角度考虑，多动脑筋，勤于思考，勇于探索，一定能发现生活中更多

有趣的奥妙！