朱致遠(yuǎn)、?？低?、吳與童，三位南京金陵中學(xué)河西分校的初一學(xué)生，他們的科技創(chuàng)新項(xiàng)目——“家用電器碳排放的研究”，獲得了第28屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。

背景介紹

通過(guò)新聞，閱讀材料，三位同學(xué)發(fā)現(xiàn)近十幾年來(lái)，為追求GPD，全球大范圍地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重，中國(guó)的環(huán)境污染更是格外嚴(yán)峻，導(dǎo)致魚(yú)兒不能自在悠游，人們不能暢快呼吸。

在眾多污染源中，碳排放是一個(gè)主要的污染源，那么我們家里的常用電器會(huì)產(chǎn)生碳排放嗎？又會(huì)產(chǎn)生多少呢？如何才能減少家用電器的碳排放呢？同學(xué)們帶著問(wèn)題，在科技鋪導(dǎo)員周楠老師的指導(dǎo)下，展開(kāi)了一系列研究，希望通過(guò)他們的研究數(shù)據(jù)來(lái)提醒人們，節(jié)能減排刻不容緩，首先須從科學(xué)使用家電做起。

項(xiàng)目介紹

研究以家庭為單位，以家用電器為對(duì)象，采用定量計(jì)算和定性分析相結(jié)合的方法，對(duì)常用家電的用電量和二氧化碳排放量（簡(jiǎn)稱(chēng)碳排放）進(jìn)行了初步研究。

通過(guò)研究結(jié)論，同學(xué)們提出了以下建議：

（1）在電器不用的情況下，及時(shí)關(guān)閉各類(lèi)電器的開(kāi)關(guān)是避免產(chǎn)生待機(jī)功耗的有效辦法。

（2）對(duì)于不使用的打印機(jī)、音箱、微波爐、電腦顯示器，最好是關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。

（3）用遙控器關(guān)閉電視機(jī)，還應(yīng)關(guān)閉手動(dòng)開(kāi)關(guān)，以避免功耗。

（4）減少冰箱開(kāi)門(mén)次數(shù)和每次開(kāi)門(mén)時(shí)間。

（5）不要頻繁開(kāi)關(guān)電腦顯示器指示燈。

（6）盡量少用打印機(jī)打印。

（7）盡量不使用抽油煙機(jī)的照明燈。

（8）空調(diào)工作時(shí)的溫度和風(fēng)速選擇要合適。

收獲與感悟

常康威、朱致遠(yuǎn)和吳與童都是初一年紀(jì)的同學(xué)，物理知識(shí)的儲(chǔ)備還不夠，在整個(gè)研究過(guò)程中，難免遇見(jiàn)困難。

“遇到問(wèn)題必須迎難而上”，是這三位學(xué)生在完成這項(xiàng)研究后的共同感悟。?？低褑?wèn)題帶回家，請(qǐng)教從事電力工作的父親，父子倆經(jīng)常為了解決一個(gè)問(wèn)題熬到深夜。朱致遠(yuǎn)則是在學(xué)校和老師一起尋找解決問(wèn)題的方法，為了節(jié)省時(shí)間，經(jīng)常一個(gè)面包就當(dāng)一頓午飯，不達(dá)目的不罷休，當(dāng)真是有些達(dá)到了廢寢忘食的境界。吳與童是女生，也是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的好學(xué)生。當(dāng)她覺(jué)得項(xiàng)目的研究任務(wù)太繁瑣，甚至有些影響到她的正常學(xué)習(xí)時(shí)，她心里不禁想要退出研究團(tuán)隊(duì)。此時(shí)周楠老師的鼓勵(lì)與鞭策讓她認(rèn)識(shí)到，輕言放棄是怯懦而愚蠢的想法，最終，吳與童堅(jiān)持了下來(lái)，與同學(xué)們一起取得了好成績(jī)。

最值得一提的是，通過(guò)參與這次研究，三位同學(xué)有關(guān)物理電學(xué)方面的知識(shí)儲(chǔ)備已基本囊括了初中三年的所有物理電學(xué)知識(shí)。

第一次參加全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽就獲得二等獎(jiǎng)，三位同學(xué)都特別高興，高興之余，他們還為自己能夠在大賽期間結(jié)交到來(lái)自全國(guó)各地的科技少年而感到欣喜。通過(guò)與其他學(xué)校和地區(qū)的同學(xué)交流，讓他們?cè)鲩L(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，開(kāi)拓了眼界，短短幾天時(shí)間，大家就成為了知趣相投的好朋友。

大賽結(jié)束時(shí)，他們與新朋友約好，往后的日子都要繼續(xù)努力，在科技創(chuàng)新的追夢(mèng)之路上更進(jìn)一步，爭(zhēng)取在下一屆全國(guó)大賽上再相聚。

金鑰匙賽題解析：

液面加速度測(cè)量計(jì)

如圖所示，用有機(jī)玻璃或玻璃，膠合一個(gè)扁平矩形容器（亦可用其他材料，只要不漏水、液面升降變化情況可清楚觀察到即可）。容器長(zhǎng)20厘米，高14厘米，寬3厘米（為安放穩(wěn)定，底面可加寬度）。容器內(nèi)裝入一半水，為了便于觀察，可加幾滴紅墨水。在容器的正面兩側(cè)邊沿，對(duì)稱(chēng)地各貼一條5毫米寬的豎坐標(biāo)紙，0點(diǎn)刻度線正好為紙的1/2，且與容器中的水面重合。這樣，一個(gè)加速度計(jì)就做好了。

如果把這個(gè)容器水平地放在高速列車(chē)上，列車(chē)加速前進(jìn)時(shí)，根據(jù)容器力水面傾斜情況，即可測(cè)出它的加速度了。你知道它為什么能測(cè)出加速度嗎？

（提示：設(shè)運(yùn)動(dòng)的加速度為a，水面的傾角為θ。為尋求a與θ的關(guān)系，可設(shè)想在水中取一很小的水平水柱，它的長(zhǎng)L，斷面面積為△S。它的一端恰好在水面上，另一端的中心離水面的豎直高度為h。使這個(gè)小水柱在水平方向向右以加速度a運(yùn)動(dòng)的力，是它兩側(cè)的壓強(qiáng)差，由此可建起一個(gè)數(shù)學(xué)模型）

（此題為2011年“金鑰匙”科技競(jìng)賽高中個(gè)人初賽動(dòng)手實(shí)踐題）

參考答案：

如果把這個(gè)容器水平地放在列車(chē)上，當(dāng)列車(chē)以加速度a沿水平方向向右行駛，則容器里的液面將變?yōu)閮A斜狀態(tài)，如圖所示，加速度越大，傾斜角θ越大。為尋找a與θ的關(guān)系，可設(shè)想在水中取一個(gè)很小的水平水柱，其斷面的面積為△S，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，左側(cè)中心距水面高度為h，右側(cè)面與水面一致。使這個(gè)水柱在水平方向做向右的加速度運(yùn)動(dòng)的力，是它兩側(cè)所受到的壓力差，即：

（p左-p右）·△S=ma

ρgh·△S=ρL△S·a gh= La

a=hg/L=g·tanθ

在制造容器時(shí)，容器的長(zhǎng)20厘米，水平面為0刻度，取g≈10米/秒2，L=10厘米，h為左側(cè)中心距水面高，則a=h米/秒2，即容器一端液面升高1厘米，就表示列車(chē)的加速度為1米/秒2，升高h(yuǎn)厘米，a=h米/秒2。