高效燒水壺

前幾天，媽媽讓我燒水洗肉，我欣然接受。閑著無(wú)事，我把手放在水里攪動(dòng)起來(lái)，看著水轉(zhuǎn)動(dòng)形成旋渦，真好玩。可不一會(huì)兒，我的手就感到熱了，過(guò)了一會(huì)兒，手就不能忍受了。

咦，平時(shí)水燒得也沒(méi)有這么快啊，今天怎么這么快水就燙手了呢?是不是因?yàn)槲覍⑺D(zhuǎn)起來(lái)了，所以水熱得快呢?

于是，我把這個(gè)想法在科技活動(dòng)時(shí)提了出來(lái)，大家覺(jué)得值得探究。

一、對(duì)比驗(yàn)證

為了證明這一想法，我們做了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

首先，準(zhǔn)備了鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、酒精燈、量杯、燒杯、玻璃棒、溫度計(jì)等兩套完全一樣的燃燒實(shí)驗(yàn)器材，確保對(duì)比雙方的條件完全一樣。

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，在甲乙兩只燒杯中同時(shí)加入相同溫度的水各250毫升，然后放在兩個(gè)鐵架臺(tái)上，同時(shí)點(diǎn)火。在甲杯中用玻璃棒不停地?cái)嚢瑁冶粍?dòng)。一分鐘后，用溫度計(jì)同時(shí)量?jī)杀臏囟龋l(fā)現(xiàn)兩杯水溫相差不大，難道設(shè)想錯(cuò)了嗎?

我們沒(méi)有放棄，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。5分鐘過(guò)去了，我們?cè)侔褱囟扔?jì)放到水的中央去量，預(yù)想的情況出現(xiàn)了，甲杯水的溫度達(dá)到17℃，而乙杯水的溫度只有12℃，10鐘過(guò)去了，再量溫度，發(fā)現(xiàn)甲杯溫度比乙杯溫度高10度以上。可以初步證明設(shè)想是正確的了。

為了更有說(shuō)服力，我們又在其他條件不變的情況下，交換攪拌的對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，熱得快的還是不斷攪拌的那杯。可以斷定，水的加熱速度與攪拌有直接關(guān)系。

二、尋根問(wèn)底

是什么原因讓轉(zhuǎn)起來(lái)的水熱得快呢?我們帶著這個(gè)問(wèn)題上網(wǎng)查找答案。

于是我們?cè)诰W(wǎng)上搜索關(guān)鍵詞：水、旋轉(zhuǎn)、燒得快。結(jié)果沒(méi)有想要的答案。我們又搜：快速燒水法，查到一種方法：先加1／5的水燒開(kāi)，再加滿(mǎn)燒可以節(jié)約時(shí)間。原因是先燒開(kāi)的水流動(dòng)快，可以促進(jìn)水分子的熱量對(duì)流，從而節(jié)約時(shí)間。

而我們?cè)跓畷r(shí)攪拌，不正是促使上層的冷水與下層的熱水對(duì)流更快，同時(shí)讓上層水到底部與鍋底接觸，直接獲取熱量么?看來(lái)攪拌使水熱得更快是有理論根據(jù)的。

三、實(shí)踐應(yīng)用

既然攪動(dòng)的水熱得更快，那么在實(shí)際生活中能不能很好地利用呢?

我們想到了對(duì)現(xiàn)有水壺的改進(jìn)，只要在燒水過(guò)程中使上層水與下層水不斷交換，就能促進(jìn)水的對(duì)流，從而減少燒水時(shí)間。

有同學(xué)提出在水壺上裝個(gè)小馬達(dá)，讓它帶動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起水的對(duì)流。可這樣太麻煩，也不實(shí)用，很快被否定了。通過(guò)研究，我們想：要想水熱得快，主要是加快冷、熱水對(duì)流這個(gè)熱傳遞的問(wèn)題，讓冷水很快得到熱量，這樣水就會(huì)熱得快了。

金屬是熱的良性導(dǎo)體，如果通過(guò)金屬讓壺底熱量盡快傳到上層，就能加快熱的傳導(dǎo)，讓水熱得更快。于是，我們從壺底焊了一些金屬柱子，一試驗(yàn)確實(shí)有效果。可是，用了一段時(shí)間后，柱子上生了一層水垢，影響燒水速度，要想清理很不方便。

我們將幾根柱子用一個(gè)直徑10厘米的圓筒代替，圓筒四周開(kāi)孔，底部設(shè)有卡槽，稍加轉(zhuǎn)動(dòng)就能裝卸。這樣增加了金屬與水的接觸面，使熱交換更快了，而且制造簡(jiǎn)單，方便拆卸。