孟維宸
在炎炎夏日,喝適量的溫水不僅可以補充身體所需的水分,還能滋潤咽喉和腸道。市面上的冷水器可以將燒開的水變成溫水,而我想自制一款冷水器,享受制作的快樂。
一、制作過程
(一)選擇材料
為了廢物利用、節(jié)省開支,我選擇了廢棄的電腦零部件。主要的制作材料是CPU散熱器(CPU散熱器包括導熱塊、導熱管和散熱片)、12 V電源和12 V風扇。
(二)制作步驟
1.將CPU散熱器原本接觸CPU的一面清理干凈并打磨平整。
2.將風扇緊貼散熱片,用彈簧絲或橡皮筋固定,或者將風扇夾在散熱片中間。
3.將CPU散熱器放置在水平桌面上,原本接觸CPU的一面朝上。再在CPU散熱器底部裝上紙片或塑料片,使CPU散熱器在桌面上更平穩(wěn)。
4.用導線連接CPU散熱器、12 V電源和風扇,在接頭處用焊絲焊緊。
二、作品原理
裝有熱水的平底杯被放在自制的冷水器上,平底杯里熱水的熱量通過熱傳導的方式傳遞:水—杯底—導熱塊—導熱管—散熱片,散熱片通過熱輻射的方式將熱量傳遞給周圍的空氣,利用風扇加快散熱片周圍空氣流動的速度,提高熱對流效率。
三、改進作品
我試用冷水器,覺得制冷效果沒有達到預期目標,而且作品不太好看,于是決定改進作品。
我用半導體制冷片代替自制冷水器中普通的導熱塊,加大溫差,提高熱傳導效率。然后,對作品進行裝飾,使其美觀。
改進后的自制冷水器可以使水溫較快地降低,降溫效果顯著。
四、體會和感受
通過自制冷水器,我領悟了其中的熱學、電學知識,提高了鉆研能力和動手能力。“實踐出真知”,生活中處處是科學,只要我們善于發(fā)現、肯鉆研并付諸行動,“小事”定有“大為”!這不僅是一次創(chuàng)意制作,更是大膽的嘗試,閃爍著探索的光芒?。ㄖ笇Ю蠋煟簵钯t)
知識鏈接:發(fā)生熱傳遞時,高溫物體的內能會逐漸減少,溫度降低。熱傳遞包括熱傳導、熱輻射和熱對流三種方式。熱傳導又稱導熱,是物體內部或相互接觸的物體表面之間,由于分子、原子及電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞現象;熱對流是指流體發(fā)生的宏觀運動致使不同溫度的流體發(fā)生相對位移而產生的熱量傳遞現象,它只發(fā)生在流體中,且伴隨著流體分子的不規(guī)則熱運動產生的導熱;熱輻射不需要任何中間介質就可遠距離傳播,并且在傳播過程中有“熱能—輻射能—熱能”的能量形式轉換。
舉例說明,將金屬勺放入熱水中,一段時間后勺柄變熱,這種傳遞熱的方式就是熱傳導。水杯中的水加熱時,首先受熱的是底部的水,底部的水受熱后上升,周圍及上方較冷的水進行補充,然后被加熱上升……冷水和熱水相對流動,水逐漸變熱,這就是熱對流。