科学项目
灯泡发出的热量
让这里有光!按一下开关,一个灯泡就能点亮或照亮整个房间,但还发生了什么?一个是物理学的基本定律能量守恒,告诉我们能量既不会被创造也不会被毁灭,相反,它只能存在改变了从一种形式到另一种形式。以灯泡为例,电能被转化为光和热能量(热量)。不同瓦数和类型的灯泡发出不同数量的光和热。在这个灯泡科学项目中,我们将与白炽而且紧凑型荧光灯灯泡(CFL)。
问题
哪种灯泡和瓦数产生的热量最多?
材料
- 鹅颈灯(确保它可以安全使用所有列出的灯泡!)
- 6种白炽灯:25瓦、40瓦、60瓦、75瓦、100瓦和150瓦
- 紧凑型荧光灯灯泡:7瓦,23瓦
- 温度计
- 用卷尺或码尺测量温度计和灯泡之间的距离
- 白毛巾
- 秒表
- 用纸和笔记录你的观察结果
过程
- 把白毛巾铺在平桌上。
- 把灯放在毛巾的一端。
- 确认灯已拔下插头,拧上最低瓦数的灯泡,并保持灯关闭状态。
- 把体温计放在毛巾的另一端。
- 测量温度计和灯泡之间的距离。
- 检查并记录温度计的起始温度。
- 确保灯对着温度计,打开灯并启动秒表。
- 5分钟后,测量并记录在温度计上。
- 将灯泡完全关掉,等灯泡冷却后再取下。
- 确保温度计也已冷却到您记录的初始起始温度。
- 重复步骤2-9,直到你测试了所有的灯泡。
**要记住的事情**
- 在测试新灯泡之前,一定要等灯泡和温度计都冷却下来!
- 在切换灯泡时,请确保灯已关闭并完全拔掉电源插头。
- 确保每次试验时灯泡与温度计之间的距离相同。
- 每次试验的起始温度应始终相同。
观察与结果
你观察到了什么?你可能已经注意到,瓦数越高,温度越高。150瓦的白炽灯应该是你测得的温度最高的灯泡(你认为这是为什么?),而节能灯的温度应该比大多数白炽灯低得多。
为什么?
那么白炽灯和紧凑型荧光灯的区别是什么呢?一个白炽灯泡通过加热一个小的金属线圈来发光灯丝周围的气体加热到大约4000华氏度!在提供充足的光线的同时,它们释放出90%的能量作为热量,与紧凑型荧光灯灯泡相比,它们的效率相当低。
紧凑型荧光灯产生不可见的紫外光,与灯泡的涂层相互作用,从而产生可见光。众所周知,它们更有效,更持久(你可能已经注意到,需要更长的时间来加热)。
结论
白炽灯比紧凑型荧光灯烧得热得多。它们具有非常不同的特性——白炽灯依靠金属、气体和热量,而节能灯更多地依赖内外材料之间的反应。由于这些原因,白炽灯比节能灯散发更多的热能。
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特此提醒,并非所有项目创意都适合所有个人或在所有情况下。任何科学项目理念的实施都应在适当的环境中进行,并在适当的家长或其他监督下进行。阅读和遵循项目中使用的所有材料的安全预防措施是每个人的唯一责任。欲了解更多信息,请查阅你所在州的科学安全手册。
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