КР ТехНов. Контрольная работа по дисциплине технологии нововведений

• Название: Контрольная работа по дисциплине технологии нововведений
• Дата: 06.05.2023
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: КР ТехНов.docx
• Тип: Контрольная работа; #1112558
• страница: 3 из 4

День 3

Основные эксперименты
Оборудование: электрический чайник, источник электрического тока (розетка квартирной электропроводки), водопроводная вода, термометр, часы с секундной стрелкой (секундомер), таблица (справочник по физике), калькулятор.

Порядок выполнения работы:

Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой чайник, переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности нагревательного элемента.

1. 
   Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана нужным объемом.
   
2. 
   Термометр помещаем в чайник с водой.
   
3. 
   Измеряем температуру воды в чайнике
   
4. 
   Вынимаем термометр из воды
   
5. 
   Плотно закрываем крышку чайника.
   
6. 
   Ставим чайник на платформу.
   
7. 
   Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за показаниями часов.
   
8. 
   Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).
   
9. 
   Вычисляем промежуток времени, в течение которого нагревалась вода от начальной температуры до кипения.
   
10. 
    Осторожно снимаем с платформы чайник с горячей водой. Выливаем воду из чайника в раковину.
    
11. 
    Рассчитываем совершенную работу по производству кипятка по формуле:
    

А = Р*t ,

где А – работа электрического тока;

Р – электрическая мощность нагревательного прибора;

t – промежуток времени, в течение которого нагревается вода.

12. 
    Вычисляем количество теплоты по формуле Q = cm*(t₂ - t₁),
    

где с – удельная теплоёмкость воды,

m – масса воды,

t₂ = 100 °C – температура кипения воды,

t₁ – начальная температура воды.

13. 
    Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического чайника по формуле ŋ = Q/A.
    
14. 
    Результаты опытов и вычислений записываем в таблицу.
    

Эксперимент №1. Исследование зависимости КПД электрических чайников от массы воды

В исследуемые электрические чайники наливал разные объемы воды определенной температуры (начальная температура воды 18⁰С). Измерял время нагревания воды в чайнике до кипения (от момента включения чайника до момента его автоматического отключения) для каждого объема воды. По данным исследования выполнил расчет КПД электрических чайников. Результаты измерений и вычислений занес в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Зависимость КПД чайника от массы воды

чайник	1	2	3	4	5
Polaris (1950Вт)
Масса воды, m (кг)	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Время закипания, t (с)	108,2	125,04	145,57	163,96	179,43
КПД чайника, ŋ (%)	81,62	84,75	84,93	86,17	88,59
Philips (2200Вт)
Масса воды, m (кг)	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Время закипания, t (с)	107,27	126,33	141,71	157,33	174,99
КПД чайника, ŋ (%)	72,97	74,35	77,33	79,60	80,51

Вывод: По результатам эксперимента видно, что при увеличении массы воды идет увеличение КПД обоих электрических чайников. Но КПД чайника фирмы «Polaris» выше, чем КПД чайника фирмы «Philips». А значит, менее мощный чайник оказался эффективнее и позволяет сберечь больше электроэнергии. 

Эксперимент №2. Исследование зависимости КПД электрических чайников от начальной температуры воды

В исследуемые электрические чайники наливал равные объемы воды при разной температуры (начальная температура воды). Измерял время нагревания воды в чайнике до кипения (от момента включения чайника до момента его автоматического отключения) для каждого объема воды. По данным исследования выполнил расчет КПД электрических чайников. Результаты измерений и вычислений занес в табл. 1.2.

Таблица 1.2 – Зависимость КПД чайника от начальной температуры волы

чайник	1	2	3	4	5
Polaris (1950Вт)
Начальная температура воды, t0(°С)	5	10	15	20	25
Масса воды, m (кг)	1	1	1	1	1
Время закипания, t (с)	245,79	230,77	220,4	212,83	201,43
КПД чайника, ŋ (%)	83,25	84,00	83,07	80,96	80,20
Philips (2200Вт)
Начальная температура воды, t0(°С)	5	10	15	20	25
Масса воды, m (кг)	1	1	1	1	1
Время закипания, t (с)	247,54	224,36	217,03	204,48	194,47
КПД чайника, ŋ (%)	73,27	76,58	74,77	74,69	73,63

Вывод: по результатам эксперимента сначала идёт увеличение КПД обоих чайников, затем КПД с повышением начальной температуры незначительно падает. Но КПД чайника фирмы «Polaris» снова больше, чем КПД чайника фирмы «Philips». А значит, менее мощный чайник вновь оказался эффективнее.

Подводя итоги нашим исследованиям, электрический чайник низкой мощности эффективнее, чем электрический чайник высокой мощности. Таким образом, даже самый дешевый чайник может быть эффективнее (а значит, позволяет сэкономить электроэнергию), и возможно экономичнее электрического чайника высокой мощности.