初中数学论文范文1

生活中的数学

——电热水壶中的数学

【摘要】

在学习数学的过程中, 我发现一个有趣的现象: 在生活中, 数学无处不在. 不管是在家里还是在学校里, 不管是家用电器还是学校的桌椅, 只要细心观察, 认真思考, 就会发现它们无不包含着数学的问题. 甚至只是一个火柴盒倒下, 都可以发现它与著名的数学定理——勾股定理有关, 于是勾股定理因此有多了一种解法. 可见, 数学其实是源于生活的. 今天, 我们就来探究一下生活中随处可见的电热水壶中的数学吧.

【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, 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, 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“220V ～1800W 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1.2L, 最小容量0.5

① t=2分31秒=151秒

W=Pt=1800W×151s=271800J

② t=3分43秒=223秒

W=Pt=1800W×223s=401400J

③ t=4分43秒=283秒

W=Pt=1800W×283s=509400J

∵4504500J ＞1999140J ＞1523808J ＞1268614.3J ＞1458600J

∴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。 单单拿重庆市来说：

重庆市有大约3000万人，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1.2L ），每天需要水2壶，相当于每个人每天喝水0.8L ，那么如果一次性烧2.4L 水而不是每次烧0.8L 的水，省下的电就可以这样计算： 分3次烧用电量：t=3分43秒×3=669秒

W=Pt=1800W×669=1204200J

一次性烧开用电量：t=4分43秒×2=566秒

W=Pt=1800W×566s=1018800J

一个家庭一天省下的电量：1204200J －1018800J=185400J

一共有家庭：30000000÷3=10000000个

所有家庭一天省电：10000000×540540=[1**********]20J

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=2860W×2097=5997420J

烧三壶用电量：t=8分30秒×3=1530秒

W=Pt=2860W×1530s=4375800J

一个办公室一天省下的电量：5997420J －4375800J=1621620J

一共有办公室：7000000÷9≈777778个

所有办公室一天省电：777778×1621620=[1**********]60J

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： [1**********]60+[1**********]20=[1**********]80J≈700700千瓦时=700700度

那么一年下来, 温州市便可以省电：700700×365=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了研究.

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1~2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7~8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=2860W×2097=5997420J

合理烧水用电量：t=3分53秒×3+8分30秒×2=1719秒

W=Pt=2860W×1719=4916340J

一天下来可以省电：5997420J －4916340J=1081080J

虽然比起原来, 省下的电少了：1621620J －1081080J=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=2860W×466=1332760J

所以这样不但不会减少省电量, 一天反而多省电：1332760J －540540J=792220J

总结: 研究电热水壶的问题, 不仅要考虑到烧开水所用的电量, 还要考虑到水的降温问题. 当然, 对于实际中的应用来说, 更重要的是要结合实际情况, 展开具体的分析. 为了节约有限的能源, 更好地利用能源, 我们应该学会运用我们了解的数学知识来分析生活中的问题, 让数学融入我们的生活, 为我们做出更大的贡献.

温州外国语学校

06 (5) 班 郑 聪 惠