用于研究沸点与液体气压之间关系的实验装置由于密封不充分而在实验过程中液体排出的再现性较差。塞的抗压强度。进了传统实验装置的密封性能,加载了温度和压力传感器,通过数据处理器连接到计算机,并通过绘图软件建立了相应的关系,使数据实验可以视觉呈现为图像,并且液体煮沸数次。感器;沸点与压力的关系;改进[中国图书馆分类编号] G633.98 [文档标识代码] A [文章编号] 16746058(2018)05009502向本局提出中国普通版“科学”第2次八年级教材手册第3章这在“大气压力”部分有一项活动:研究气体压力对液体沸点的影响,这意味着当压力时液体的沸点增加在液体表面上增加,减少和减少。个内容是教科书中的第二次,因此学生思维的质量要求得到进一步提高:他们必须推理,理解和运用这些知识来解决课程中的实际问题。
统的课堂演示实验通常使用冷水(图1)或注射器泵(图2)来克服学生的学习困难。的优点如下:明显的现象可以帮助学生通过逻辑推理理解这一知识点。足:温度太快,沸腾时间低,水煮沸时,温度和压力值无法显示,学生无法知道压力是否由于装置的紧密性和对活塞压力的抵抗力,球囊中的空气降低。
此,学生在100°C以上沸腾,缺乏直观的经验和实验支持,知道液体的沸点随着患者表面的大气压力的增加而增加。体。验改进为了解决上述三个问题,作者对设备进行了多次改进,改进了程序,最后设计了满足要求的实验装置(见图3)。验装置使用DS18B20温度传感器和大气压力传感器XGZP6847收集数据,使用纳米的Arduino主板来处理数据,并且经由电缆data.The Tempandpre绘图软件安装在连接计算机计算机记录和显示实验数据和相应产生的温度。大气压力的图像。实验过程中,主要遇到以下问题:(1)在酒精灯连续加热过程中,瓶口与橡胶塞之间的连接点和连接点每个玻璃管和橡胶管都无法承受巨大的压力和水蒸汽。温使密封泥变软并造成不同程度的漏气问题。(2)在泵送过程中,特别是当气压下降太快时,位于接头处的乳胶管变形并关闭,使气压不能继续下降,没有获得理想的再沸效果。(3)所用气压传感器的工作温度不得超过100℃,烧瓶口部水蒸气温度应超过100℃,超过传感器的正常工作温度空气压力。(4)传感器包含太多的实验数据,并且在大量数据沸腾时难以过滤温度和压力值。者通过搜索信息,进行多次实验,咨询专家老师吴立文,访问电站,测量实地经济,恒温阀芯逐一解决了上述问题:(1)用带有打磨端口的定制圆底烧瓶更换普通气球并使用抹子用于抛光新橡胶塞的外圈。囊口和橡胶塞之间的摩擦力增加,使得它可以承受高压而没有气体泄漏。验继续进行。
(2)用低温,耐老化,耐腐蚀,耐高温,低温的洗车橡胶软管替换标准实验室级乳胶软管,以便软管在不变形或密封时抽水。幅的泵送降低了压力并使水沸腾数次。(3)根据发电厂压力测量的实际经验,将刚性PVC透明管与气压传感器连接(参见图3,以便与铁架连接)并且水蒸气在环状管道中逐渐冷却。力传感器处于正常工作温度范围内,以确保准确可靠的读数。(4)每次停止,直到水再次沸腾,并观察此时的温度和压力值,即对应于水的沸点压力。验结果经过更正程序和数据,图像的格式和范围设定的坐标轴中,作者终于理解,对应于相同时间的温度和压力值在被表示相同的图像,并以不同的颜色显示。过反复实验,其中一个实验的计算机记录结果如图4所示。线表示温度(°C),黑线表示压力(kPa),黑框表示数据实时记录温度和压力。据图像粘合实验的具体过程,已知水沸腾超过正常大气压并高于100℃。精灯熄灭以停止加热。且,一旦水被冷却至完全停止沸腾,则将气缸抽出。

压力显着下降时,当再次煮沸水时停止泵送并记录相应的温度和压力值。开针头,注射器的柱塞复位,压力迅速增加。续冷却,然后重复泵送,直到水再次沸腾,此时记录相应的温度和压力值,重复上述步骤几次,直到活塞为止泵送至注射器的最大值。
该实验中,制造了11倍的沸水(参见图4)。水加热至沸腾,重复上述实验。不同时间记录的多组数据中,如果沸点温度相同,则记录较高的压力,因为当压力低时液体更可能沸腾。
样,一些数据被删除,剩余的数据按温度的降序排序(详见表1)。
表显示,8,8,16,20,21和22的六组数据的压力值小于或等于下一组或下组的压力值,分析归因于该范围。工抽水。压力下降得太快,水沸腾很快。于沸水可以在较低压力下继续沸腾,所以除去六组值,并用Excel软件绘制剩余的实验数据,如图4所示。图5中可以直观地看出,随着液体表面的气体压力增加,减少和减少,液体的沸点增加。可以有效地克服教学困难。
实验产生了两项重大创新:(1)由于计算机技术,传感器和科学的有机结合,曲线记录结果可以实时绘制:温度和压力在视觉上可见,经验定性到定量。(2)水在108℃下沸腾超过正常大气压(181kPa),提供实验数据表明“液体的沸点随着表面压力的增加而增加” “,这抵消了传统经验。腾不足。射和透视在同一图像中设置温度和压力,使数据对应且直观,但温度差别不大。件关闭后,无法自动保存数据。闭前只能手动录制和过滤,然后用Excel绘图,恒温阀芯仍然不允许实验结果自动识别和过滤数据。
本实验中,采用手动泵送方式,泵送范围不可控,导致泵送过量,压力过大,数据无效,人力有限。降低大气压力期间拉动气缸的活塞越来越费力,导致实验无法达到最低的大气压力,重复性是平庸的。否有可能考虑加一个小电动机,拉动柱塞作为一个统一的注射药物在医院里,活塞控制打印范围,提高了数据的重复?上述问题仍需要尝试和改进,以使实验效果更加理想。
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