5 .节能实验思路

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简单的实验可以帮助你了解节能方法是如何工作的。18新利最新登入查看更多绿色科学图片
杰里·拉夫罗夫/摄影师之选RF/盖蒂图片社

我们周围都是吸血鬼.只是他们靠能量生存,不是靠血。大屏幕电视,你的电脑,Xbox火炉、冰箱、炉子、微波炉——它们都在消耗能量。有些,比如你的有线电视盒或DVD播放机,真的很可怕:即使不使用,它们也会消耗能量。

这些渴望力量的怪物可以造成严重的破坏。我们大约70%的能源来自石油和天然气等不可再生能源。他们走了,就永远走了。此外,还有一些能源来源,比如燃煤发电厂的发电量接近美国的一半,排放的二氧化碳会以危险的方式改变地球的气候[来源:Dosomething.org].

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能源吸血鬼也榨干了钱包。2011年,每个美国人平均每年在能源上花费4410美元[来源:克莱顿].把赌注放在能源浪费的心脏上可以让你的口袋里有钱。

有三种简单的方法可以节约能源:

  1. 有效使用能源。现代冰箱比老式冰箱耗能少得多。紧凑型荧光灯和LED灯比白炽灯耗电少。
  2. 拥抱其他形式的能源。被动式太阳能房或光伏室外照明利用了来自太阳的自由能量。
  3. 停止浪费能源.修理滴水的水龙头。堵住冷空气可能渗入的漏洞。不用电器时关掉它们。

要杀死能量吸血鬼,你首先必须了解这些节能方法是如何工作的。18新利最新登入下面的实验可以帮助所有年龄段的人更了解能源,有些甚至可以提高你的底线。

5:淋浴18新利最新登入还是泡澡?

加热水需要能量。因此,如果你不用那么多热水就能洗干净,你就省了钱。但是,浴缸和淋浴哪个用的热水更多呢?18新利最新登入这个实验将帮助你确定这一点。

让家里的每个人在需要洗澡时都泡澡而不是淋浴。18新利最新登入确保每个人用完后都把水留在浴缸里。然后检查水的高度。你可以用浴室蜡笔或彩色胶带做标记。或者你可以用尺子测量并记录水平。

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接下来,让每个人都去洗澡。18新利最新登入(如果你有淋浴和浴缸的组合,这个方法最有效。)18新利最新登入让他们在开始之前把排水管堵住,这样水就不会用光了。当每个人洗完澡后,测量浴缸里剩余的水量,并做记号或记录。

现在比较每种方法的平均用水量。需水较少的一种会节省更多的能源,你应该推荐给你的家庭使用。

想想你可以节省更多能源的方法。如果你在洗肥皂的时候把淋浴关了呢?18新利最新登入使用低流量的淋浴喷头,可以减少72%18新利最新登入的用水量,也可以起到不同的作用[来源:能源信息管理局:节约,18luck手机登录titanheater.com].

4:哪一种是最好的绝缘体?

这个实验证明了某些类型的绝缘材料可能比其他材料18新利最新登入更好。"width=
这个实验证明了某些类型的绝缘材料可能比其他材料18新利最新登入更好。
©iStockphoto.com/ LianeM

隔热可以留住热量,所以当外面很冷的时候,你就不会经常开炉子了。18新利最新登入然而,绝缘材料也可以保持低温——例如,你的冰箱是绝缘的,可以防止热量进入。无论哪种方式,保温节约能源通过让你的电器不必努力工作来保持温度。这个实验可以帮助你找出哪些材料是最好的绝缘体。

从两个纸板箱开始。在每一个底部的外面贴上黑色的纸。把每个盒子的顶部倒置放在阳光充足的地方。在每个顶部放一个温度计。

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现在,把一个盒子的底部放在上面,这样黑色的纸就朝向太阳了。这个非绝缘的盒子是你的控制。它展示了18新利最新登入没有绝缘时会发生什么。

接下来,用你想要测试的材料,塑造它,使其完全填满第二个盒子的底部,并将其粘贴起来,以确保它保持在适当的位置。你几乎可以选择任何材料来测试,包括泡沫塑料、毛巾、几层报纸、一片气泡膜或一些人造羊毛。把这个盒子放在另一个盖子上。确保两个盒子接收到的阳光量相同。

15分钟后,打开盒子,记录每个盒子的温度。绝缘盒的内部温度应低于控制盒。温差越大,材料的绝缘体性能越好。用不同的材料重复这个实验。最后,想想为什么有些材料的绝缘性能更好。例如,也许它们困住了不允许热量循环的死空气空间[来源:能源信息管理局:绝缘]。18luck手机登录

第3集:遮阳和房屋油漆的能量效应

能像这样简单的事情吗树荫下或油漆帮助节省家庭能源账单?这个实验将有助于回答这个问题。这里的“房子”是一个小纸板箱。反射灯中的100瓦灯泡将扮演太阳的角色。

首先,设置盒子。确保它有一个盖得紧的盖子。把温度计放进去测量温度。然后,调整灯光,让它直接照在盒子上。20分钟后,记录箱内温度。

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接下来,在灯和盒子之间放置一株室内植物,这样它的影子就会落在“房子”上。你也可以用从树上或灌木丛折下来的树枝,而不是室内植物——只是把它们放在沙盆里,提供稳定的荫凉处。20分钟后再次检查温度。窗帘能让箱子更凉快吗?尝试不同叶子类型的植物。哪个造成的温差最大?

为了测试油漆的能量效果,取两个相同的盒子,一个涂成白色,一个涂成黑色或深色。把每个容器放在离灯等距离的地方,20分钟后记录里面的温度。哪个盒子更热?18新利最新登入如果这是一个实际的房子,这将如何影响能源使用?

基本上,选择合适的树荫树或外墙油漆颜色如果他们在夏天保持室内凉爽,减少对空调的需求,就可以帮助节省能源。然而,在冬天,最好不要18新利最新登入遮阳,这样房子就能吸收太阳的热量。在这种情况下,冬天落叶的树木可能是最好的节能者[来源:能源信息管理局:Sun]。18luck手机登录

2:做一个太阳能热水器

你为这个实验做的盒子就像人们在屋顶上安装的太阳能收集器。"width=
你为这个实验做的盒子就像人们在屋顶上安装的太阳能收集器。
©iStockphoto.com/ wakila

你可以自己煮热水太阳的力量.你可以从一个3英尺(90厘米)见方,2或3英寸(5或7.5厘米)深的平盒子开始。把里面涂成黑色,或者用黑色的纸铺好。

接下来,取20英尺(6米)或更多的柔性黑色油管。在盒子的两边打两个洞,一个靠近角落,另一个靠近对面的角落。把管子的一端穿过一个孔。将油管塑造成不重叠的平环,但在盒子底部上下运行。继续循环,直到用完大部分长度。把一端从另一个洞里伸出来。

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在盒子上盖上玻璃罩。用胶带把边缘固定住。你现在有一个太阳能收集器,就像你有时在屋顶上看到的那样。把盒子放在阳光下。将管子的一端浸入一桶水中。吮吸另一端填满管子,开始虹吸动作。让你吸的一端低于另一端,让水流入另一个容器。用晾衣夹夹紧管子,限制水流成涓涓细流。

在每个装水的容器里放一个温度计来跟踪温度的变化。盒子朝向太阳的角度有影响吗?如果你用一根更长的油管,做更多的圈呢?流出的水越热,从太阳吸收的热量就越多。如果你在家里使用这样加热的水,你就可以减轻你的负担电、气、油热水器,节约能源。(来源:Benrey)

1:风力发电

你可能见过巨人风力涡轮机在山顶上旋转。好吧,有了这个实验,你可以自己做一个涡轮模型来尝试风力发电

启动1.5伏直流电机。这些电池驱动的马达可以从爱好商店或网上购买。在你的实验中,不是用为了转动电机,你将用“风”转动电机轴以产生电力。将电机水平安装在板上,轴延伸到边缘。

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拿一个模型飞机螺旋桨,把它固定在马达的轴上,垂直于木板。确保螺旋桨适合紧密的轴或螺丝下来,这样当螺旋桨转动时,它转动轴。你的“风力涡轮机”已经准备好发电了。

将来自电机的两根电线连接到一个高达5伏的电压表上。在电机和电压表之间,使用100欧姆电阻连接这两根电线。你需要从每根电线上去除一英寸的绝缘,并将电阻引线(从电阻的每一端来的电线)焊接到裸线。这个设置是需要允许伏特计准确测量电力。

把马达和螺旋桨放在风扇前面,风扇就会产生“风”。当螺旋桨开始旋转时,检查电压表。它会告诉你生产了多18新利最新登入少电。如果您没有看到任何移动,或者电压表的指针试图向左而不是向右移动,请从电压表上取下电线并重新连接,将两侧反转。看看当风18新利最新登入扇转速增加或减少时电压是如何变化的。

尝试不同类型的螺旋桨。更大或更小的螺旋桨会影响发电量吗?尝试设计你自己的螺旋桨。用多个叶片和不同角度的叶片进行试验。在给定的风速下,哪个发电最多?高效的涡轮机可以利用风能,并从其他来源保存能源[来源:国家可再生能源实验室].

作者注:节约能源实验的5个想法

这些实验旨在告诉我们能量守恒原理,但它们也可以提供实际应用。例如,我的邻居有一个游泳池。春天的时候,他拿了一根长长的花园水管,把它绕成一圈,铺在他那座朝南的泳池房子的屋顶上。这很像太阳能热水实验。白天,他用水泵把水从泳池里通过软管输送回来。太阳能使他的游泳池保持一个舒适的温度,他比其他人更早进入水中。

相关文章

来源

  • 本瑞,罗纳德M.和舒尔茨,罗伯特T。爱迪生电力研究所的"替代能源"(2012年4月5日)http://www.charlesedisonfund.org/experiments/edison-pdf/edison_ch2.pdf
  • 马克,克莱顿。《基督教科学箴言报》2011年5月18日,“美国人对不断上涨的家庭能源成本引发的油价上涨感到愤怒”。(2012年4月5日)http://www.csmonitor.com/USA/2011/0518/American-anger-at-gas-prices-fueled-by-rising-household-energy-costs
  • Dosomething.org。“关于能源的11个事实”(2012年4月5日)http://www.dosomething.org/actnow/tipsandtools/11-facts-about-energy
  • 国家可再生能源实验室,“高中生可再生能源研究项目”,国家可再生能源实验室教育计划。(2012年4月5日)http://onemillionlights.org/wp-content/uploads/2010/11/NREL-Research-Projects-in-Renewable-Energy-for-High-School-Students.pdf
  • TitanHeater.com。“低流量淋浴头,节水。18新利最新登入”(2012年4月12日)。http://www.titanheater.com/water-efficient-s18新利最新登入hower-heads.php
  • 美国能源信息管理局。18luck手机登录“绝缘”。(2012年4月5日)http://www.need.org/needpdf/IntInsulation.pdf
  • 美国能源信息管理局。18luck手机登录“节约热水。”(2012年4月5日)http://www.need.org/needpdf/PriSavingHotWater.pdf
  • 美国能源信息管理局。18luck手机登录“太阳还是阴影。”(2012年4月5日)http://www.need.org/needpdf/PriSunorShade.pdf

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