2013年1月12日

生活科學-熱學-節能減碳網


節能網,這不是一個宣導節約能源的網站,而是一個實體工具
上面密密麻麻的合金絲,交織成毫無規則的網絡

市面上有一種超耐熱合金瓦斯安全節能網,號稱可以節能減碳,讓碳可以完全燃燒,避免一氧化碳中毒。不過節能也許有一定的功效,但是減碳嘛,瓦斯內的碳原子數量是固定的,怎麼減呢?
合金絲只要一放在爐火上馬上變得紅熱
其實這是跟受熱表面積小以及金屬傳熱效率佳有關

在購物台看到這一組商品,讓我想起附近的一家餐飲店也有用這一個東西,其標榜的三大理由之一是安全:不怕風不怕水,爐火不易熄滅,增加瓦斯爐安全度。
爐火原本是淡藍色的,當鍋爐中的水逸出時會使得爐火轉換成紅黃色
這代表的物理意義是熱源溫度下降
右圖是噴水也不會影響火焰顏色的招式

這是當然的,如果瓦斯爐爐火容易熄滅的話,會讓逸出的瓦斯成為一氧化碳中毒的致命殺手。不易熄滅的原因是爐火中的合金絲熔點高,比熱小,增溫容易,所以短時間內仍能維持高溫,也就是瓦斯氣體出來的時候仍能遇到溫度尚在燃點以上的合金絲,所以可以保持持續燃燒的狀態,當尚未被點燃的燃氣經過高溫合金絲時會升溫至燃點,因此達到盡用燃氣的效果。
現在的瓦斯爐都有熄火安全裝置
而且沒有人會將電風扇對著爐火吹的,所以只是強調防風的安全性

理由之二是健康:爐心、爐頭及爐孔不會阻塞,可完全燃燒,不會形成一氧化碳,減少中毒與氣爆的威脅。看起來似乎也合理,燃燒不完全的碳會有附著在爐具上的現象,久而久之就會影響到金屬熱傳導的功能,況且爐孔阻塞越多越危險,容易在使用瓦斯爐時產生瓦斯外洩、大小火、易使鍋底變黑等現象。
這一招夠強吧!武俠小說裡才會出現的內功心法也出現了
不過請問誰會這麼有閒情逸致來做隔空加熱啊?
只能說台灣的廣告商真有創意

理由之三是省瓦斯:這才是廣告宣傳能打動婆婆媽媽內心的點。爐面溫度提高,燃燒效能提升,號稱節省瓦斯達30%以上。本來想去問家裡附近的那一家餐飲店老闆的使用心得,但這個念頭剛出現沒多久,它就倒了,所以先姑且相信吧!
瓦斯完全燃燒是藍色火焰,紅色火焰則燃燒不完全
咦?照片中怎麼跟我所學的完全相反

雖然這項鎳鉻合金絲的產品已經出了三代以上,但是加熱不外乎是利用紅外線的熱效應。紅外線是英國科學家(Sir W. Herschel)在做著名的牛頓三稜鏡分光實驗時,把溫度計放在不同色光下,測量不同色光的增溫速率,但意外的是放在紅光以外的區域仍有加熱效果,因而發現紅外線。

紅外線既然最主要是熱效應,那麼就跟生活離不開關係,像是遙控器、感應裝置、保溫裝置、夜視鏡、耳溫槍等等,都脫離不了紅外線的應用,甚至連傳統的白熾燈泡都能放出大量的紅外線,也難怪燈泡表面的玻璃罩這麼燙手了。
廣告中還有出現鋁片直接在爐火上加熱的實驗

不過,合金(固體金屬的混合物)加熱至一定溫度,表面有些成分應該也會游離到空氣中吧,不知道這一方面有沒有經過安全測試。而且,為什麼要出好幾代呢?
這個實驗我就覺得蠻正面的
不過,兩片鋁片擺放的位置可不一樣啊,效果當然會有差異

因為當鍋爐燒乾的時候,沒有水分來吸收持續傳導進來的熱量
就會將鍋爐燒熔,引發火災

照理說,若能量轉換時,瓦斯原來的火焰必須先將節能網加熱,再傳到至受熱鍋爐,這樣效率怎麼會比直接加熱來得好呢?再者,能量轉換時,若能量以極強的光能散逸,那麼留下來的熱能就相對減少了。根據黑體輻射理論,溫度越高發光最強的波長越短,以顏色來判斷溫度,很顯然的,紅黃光溫度範圍約1000~2000℃之間,反而是瓦斯爐火的藍光約2500℃左右。所以我對第四台購物名嘴的介紹是聽聽看看就好。 

Mobile網站上有個有趣的原創性實驗(節能減碳瓦斯節能網之不精確驗證)可以參考看看哦!

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