热对流实验教案五篇范文修改版.docx
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热对流实验教案五篇范文修改版
第一篇:
热对流实验教案
热对流
一、教学目标
知识:
通过本课教学,使学生了解在液体和气体中热传递的主要方式为对流;即液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动相互搀和,使温度趋于均匀的,了解热对流的应用。
能力:
培养学生初步学会做热对流的实验,以及根据气体对流实验中的现象,推想热在空气中传递的过程,根据气体热对流的过程,推想液体热对流的过程,学习科学探究的方法。
通过观察实验的操作,培养学生认真细致的科学态度。
在分析观察实验的结果以及学习设计实验中,培养学生勇于探究,独立思考的科学态度和与人合作的态度。
二、教学重难点:
1.重点:
指导学生了解液体和气体的热传递的主要方式--对流。
2.难点:
培养学生探究学习的能力。
三、课前准备。
酒精、火柴、烧杯、一两颗高猛酸钾、蜡烛、细木屑、三脚架、石棉网、硬纸片。
剪刀、尺子等。
课时安排:
1节教学过程:
一、研究液体传递的主要方式--对流。
(一)从最常见的事物入手研究,引发学生的探究的愿望。
师:
冬天已经悄悄的过去了。
那么冬天人们用什么方式来取暖?
生:
空调、暖气、火炉子……
师:
刚才你们提到暖气取暖,请你们告诉老师一下,暖气是怎样使屋子变暖的?
希望学生回答,暖气使周围的冷空气变成热空气,热空气上升,冷空气就流过来补充。
暖气片:
靠水的流动,把热量从锅炉传到屋里。
然后在屋里,又是靠空气的流动把热量从暖气片传到整个房间的。
师:
你能用常看到的现象或游戏方法证明暖气周围的热空气会上升呢?
希望学生回答:
①红领巾放在暖气上方会向上飘动,证明暖气周围的热空气上升。
②烟的上升。
③热气球④孔明灯。
(二)创设情景激发学生的学习兴趣,为研究液体热对流作好准备。
演示,把细木屑放入烧杯中,用酒精灯加热,让学生观察有什么现象。
其中介绍一些物品的运用。
特别是酒精灯。
让学生先讨论。
然后起来回答看到什么现象。
演示把高锰酸钾放入一烧饼水中,用酒精灯加热。
观察有什么现象。
让学生起来回答看到什么现象。
结论是:
液体中较热部分向较冷部分流动。
然后较冷部分又向较热部分流动。
它们通过循环使温度平均。
二、研究空气的热对流。
(一)研究怎样使风车转动。
1.谈话:
同学们看,老师手里拿的是什么?
师:
不能用嘴吹,不能用手摇动,用你们学过的知识使风车转动起来,有什么办法?
师提问:
现在老师手里只有一根蜡烛,怎么使风车转动起来?
?
大家帮老师想想办法好吗?
学生交流讨论。
师生一齐做这个演示实验后,学生回答看到什么现象?
(二)研讨风车为什么会转动起来。
提问:
风车为什么会转动起来呢?
生小组讨论后回答:
希望学生回答:
①酒精燃烧时会产生热空气,热空气上升,风车就会转动。
②热空气上升,冷空气补充,循环的空气就使风车转起来。
③燃烧产生了热空气,热空气相对于冷空气轻,所以会上升,就吹动风车转动起来。
教师适时表扬回答问题积极,动脑筋好的学生。
1。
学生开始动手开始做风车、或者圆形风轮。
要考虑到风车的支架问题。
最好是风轮,支架可用铅笔代替。
2。
用蜡烛在风轮底下加热,注意不要把风轮点燃了。
让学生观察现象。
对成功的学生给予鼓励。
选一两个做得好的上台演示。
(注意:
蜡烛比较危险,一定注意学生安全。
)
三。
总结
教师引导学生归纳概括气体、液体热传导的特征--对流
师:
我们通过实验研究了气体和液体的热传递,想一想这两种传递有什么共同规律?
引导学生回答,气体和液体受热后都能上升,冷的部分却是下降,冷和热的部分通过循环流动相互搀和,最后温度都一样了。
师:
这种热传递的方式,我们给他起个名称叫做什么?
生:
回答,根据学生回答板书课题:
热对流四。
教师组织学生利用所学知识解释常见现象。
师:
通过实验研究我们知道了液体和气体热传递的方式都是对流。
现在请同学们试着用所学知识解释常见现象。
问:
1做粥时,为什么要不停地搅拌?
2喝粥时为什么也要不停地搅拌?
3排风扇为什么要安装在靠上的位置?
本课总结:
1.知识方面请学生起来说他今天学到了些什么?
2.实验方面表扬今天表现好的学生。
以后实验应该注意些什么。
设计方面
第二篇:
铝热反应实验教案
铝热反应实验教案
教学目标
知识与技能:
1、通过实验演示,了解铝的颜色状态等物理性质。
2、通过自己动手做试验,懂得铝能还原氧化铁的化学性质
3、进一步理解氧化还原反应
过程与方法
1、通过观看教师演示铝热反应,培养学生的观察能力。
2、通过学生自己动手做试验,提高学生的实验操作和语言描述能力。
3、通过铝热反应实验,培养学生用实验法验证物质的性质。
情感态度与价值观
1、了解铝热反应在生产生活中的应用
2、通过化学实验方法培养学生严谨求实的态度。
重点:
铝的化学性质难点:
铝与氧化铁的反应教学方法:
实验法、演示法教学过程
问题情境
教师在实验室里演示如下实验
①将两张圆形滤纸分别叠成漏斗状,在底部剪一个小孔,用水润湿,在跟另一个纸漏斗套在一起,使四周都有四层;
②将漏斗架在铁架台上,漏斗下面铺上一层沙土③用药匙取一勺铝粉,四勺铝粉均匀混合,倒入纸漏斗,再在粉末表面均匀撒上少量氯酸钾。
④用酒精点燃打磨好的镁条,迅速将燃着的镁条插入混合粉末中,观察现象。
现象:
镁条剧烈燃烧,固体混合物发生微小爆炸同时底部漏斗被烧穿,有熔融物掉落。
上述实验中掉落的熔融物是什么?
学生活动作出假设
1.熔融物可能是铁;2.熔融物可能是铝;.......实验探究
用吸铁石靠近已经凝固的熔融物,发现该凝固的熔融物吸附在吸铁石上。
获得结论
学生讨论、交流的基础上获得实验结论
1、该反应产生的熔融物是铁。
2、反应中镁条燃烧产生大量的热量,触发了铝与氧化铁的反应,并且该反应放出大量的热量,是生成的铁单质熔融。
教师总结
该熔融物的确是铝与氧化铁反应生成的铁,而且在实际生活中,该反应被用于铁轨与铁轨之间焊接。
板书设计
铝热反应
1、实验目的:
熟悉铝热反应的操作过程、反应现象,了解铝热反应在生活中的应用
2、实验原理:
高温
2Al+Fe2O3=
2Fe+Al2O3
3、实验仪器和药品:
铝粉、氧化铁、镁条、氯酸钾、滤纸、铁架台、酒精灯、沙土实验过程:
①将两张圆形滤纸分别叠成漏斗状,在底部剪一个小孔,用水润湿,在跟另一个纸漏斗套在一起;
②将漏斗架在铁架台上,漏斗下面铺上一层沙土③用药匙取一勺铝粉,四勺铝粉均匀混合,倒入纸漏斗,再在粉末表面均匀撒上少量氯酸钾。
④用酒精点燃打磨好的镁条,迅速将燃着的镁条插入混合粉末中,观察现象。
4、实验结果:
有熔融物产生,并放出大量的热
第三篇:
热老化、湿热老化实验解读
热老化、湿热老化、臭氧理论知识
一、热老化GB/T7141-2008
热老化分为方法A重力对流式热老化(不带强制空气循环)和方法B强制通风式热老化(带强制空气循环)。
二、湿热老化GB/T12000-2003
1、稳态试验
ISO是(93±3)%
2、循环试验
三、臭氧
1、试样
1.1长条形标准试样
宽度不小于10mm,厚度2.0mm±0.2mm,拉伸前夹具两端间试样的长度不小于40mm
1.2哑铃型试样
1.3样品数量最少3条
2、调节
试样拉伸后,初始内应力很大,局部应力集中,并急剧的进行松弛,若立即进行试验,会发生出裂较早、裂纹细密、龟裂不均匀等现象。
经过停放,使表面张力甚至整个应力分布趋于平衡,龟裂速度和龟裂状况趋于一致,从而获得良好的试验结果,并使结果更可靠并更有可比性。
3、试验条件
3.1除非另有规定,一般在(50±5)×10-8的臭氧浓度下试验3.2最适宜的试验温度为40℃±23.3相对湿度一般不超过65%℃3.4伸长率一般采用20%
四、龟裂等级GB/T11206-2009
★化学工业合成材料老化质量监督检验中心★广东省质量监督涂料产品检验站★广东省质量监督化学试剂检验站
★全国塑料标准化技术委员会老化方法分会★国家职业技能鉴定所
化学工业合成材料老化质量监督检验中心:
化学工业合成材料老化质量监督检验中心是通过中国合格评定国家认可委员会实验室认可(CNASL1135)和国家计量认证(CMA2011001687B)的具有公正地位的第三方检测机构。
可对各种高分子材料(塑料、橡胶、涂料、胶黏剂)及其制品进行性能检测以及对化学品危险性鉴定分级。
广东省质量监督涂料产品检验站:
广东省质量监督涂料产品检验站是广东省质量技术监督局授权的广东省内最早的专门从事涂料检测的具有第三方公正地位的质检机构,是国家认证认可的监督管理委员会(CNCA)指定的溶剂型木器涂料强制性产品认证(CCC)检测机构,是全国工业产品生产许可证办公室指定的危险化学品涂料工业生产许可证检测机构。
广州合成材料研究院
化学工业合成材料老化质量监督检验中心(广州)广东省质量监督涂料产品检验站工程师:
牛天朋
电话:
020-32377723地址:
广州市天河区车陂西路396号
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。
——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。
——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:
心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。
——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。
——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。
——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。
——笛卡儿
17、学习永远不晚。
——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。
——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。
——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。
——培根
第四篇:
燃烧热实验报告
燃烧热的测定
摘要
本实验中借助氧弹式量热计,在测定标准物质苯甲酸的燃烧热的基础上,先求算出了所用仪器的量热计热容,再以此为基础测定了蔗糖的恒容燃烧热。
文章末尾对实验中的误差和雷诺校正方法的合理性进行了讨论。
实验步骤(修正)1.取消硝酸滴定过程
2.先向量热器内加入2000mL去离子水,放入氧弹后再加入1000mL去离子水。
3.实验过程中,在开始时恒温段每30s记录一个数据,维持5min;之后使用电极点火燃烧,燃烧过程中每15s记录一个数据,直至温度升高并恒定;温度升高并恒定后再次恢复至每30s记录一个数据。
数据记录及处理
1.样品质量的测量:
表1样品质量测定
样品苯甲酸m粗/g
m线/g
mNi/gm总/gm剩/g1.2142
0.01580.01460.62450.0094蔗糖1.0404
0.01690.01630.92920.0078
2、水当量的测定:
表2苯甲酸T-t数据表
t/sT/℃4350.8794500.9244650.9564800.9824951.0025101.0195251.032
(失误漏记)540
5551.0525701.065851.0676001.0726151.0776301.0816451.0846601.0866751.0896901.091t/s0306090120150180210240270300330345360375390405420T/℃00.0010.0010.0010.0020.0010.0010.0010.0020.0020.001点火0.0070.0790.3250.5710.7250.815t/s705720735750765780810840870900930960990102010501080
T/℃1.0921.0931.0951.0961.0961.0971.0981.0981.0981.0981.0981.0971.0971.0971.0971.097
3、蔗糖燃烧热的测定:
表3蔗糖T-t数据表
t/sT/℃
4050.7994200.8604350.8984500.9244650.9444800.9604950.9715100.9805250.9885400.9955551.001t/s0306090120150180210240270300T/℃000-0.001-0.001-0.001-0.001-0.002-0.001-0.001-0.001t/s
645660690720750780810840870900930T/℃1.021.0221.0241.0261.0271.0281.0291.0291.0291.0291.029330点火5703450.0235853600.2576003750.5296153900.712630
4、苯甲酸燃烧T-t数据作图(雷诺校正)
1.0051.0091.0131.0161.0189609901020
1.0281.0281.028
H1.000CD0.800E0.600T/C°0.4000.2000.000A0200BG4006008001000由雷诺校正图可知,升温△T=1.098K,t=409.8s
5、蔗糖燃烧T-t数据作图(雷诺校正)
t/s
1.200H1.0000.800E0.6000.4000.2000.000CDT/C°A0200BG4006008001000由雷诺校正图可知,升温△T=1.030K,t=391.3s
6.水当量的计算
(1)引燃用镍丝的校正:
t/s
mNi=0.0146-0.0094=0.0052g
qNi=QvNi´mNi=-3243kJ/g´0.0052g=-17J
(2)棉线的校正:
q棉=Qv棉´m棉=-16736kJ/g´0.0158g=-264J(3)量热计常数的计算:
苯甲酸燃烧反应式:
C7H6O2(s)+对于气体产物而言Dn=-0.5已知苯甲酸恒压热容为:
Qp=-26460J/g则Qv=Qp-15O2(g)=7CO2(g)+3H2O(l)2
DnRT-0.5´8.314´289.45=-26460-=-26450(J/g)M122.125燃烧物质质量G=0.6110-0.0146-0.0158=0.5806g
åq=q棉+qNi=-264-17=-281J
认为体系中已经将氮气排尽从而忽略由于形成硝酸造成的误差,计算可得
W=-QvG-åq26450´0.5941+281-DC水=-3000.0´0.9988791´4.1818=2036(J/K)DT1.098
7、计算蔗糖的恒容燃烧热Qv和恒压燃烧热Qp
(1)引燃用镍丝的校正:
mNi=0.0163-0.0078=0.0085gqNi=QvNi´mNi=-3243´0.0085=-28J
(2)棉线的校正:
q棉=Qv棉´m棉=-16736´0.0169=-283J(3)蔗糖恒容燃烧热:
Qv=-已知W=2036J/K
(W+DC水)DT+åqG
D=3000.0´0.9988791=2996.6g
åq=q棉+qNi=-283-28=-311J
G=0.9292-0.0169-0.0163=0.9060g
Qv=-(2036+2996.6´4.1818)´1.030-311=-1.640´104(J/g)
0.8960(4)蔗糖的恒压溶解热:
由方程:
C12H22O11(s)+12O2(g)®12CO2(g)+11H2O(l),可知Dn=0于是Qp=Qv+
误差分析DnRT=Qv=-1.640´104(J/g)M由查阅文献可知,蔗糖燃烧热为-16490(J/g)。
相对偏差
16490-16400´100%=0.6%16490
实验值与理论值较为接近。
e=1.定量误差分析
(1)质量称量误差
以万分天平计,称量误差为0.0002g,镍丝质量为差值法得到,误差应为0.0004g。
镍丝燃烧误差:
QvNi3243´DmNi=´0.0004=1.2(J/K)DT1.098(刻意多保留一位有效数字)Q3243DQv=-vNi´DmNi=´0.0004=1.4(J/g)G0.9060DW=-棉线燃烧误差:
16736´0.0002=3.0(J/K)DT1.098(刻意多保留一位有效数字)
Q16736DQv=-v棉´Dm棉=´0.0002=3.7(J/g)G0.9060DW=-´Dm棉=Qv棉
Qv26450´DG=´0.0006=15(J/K)DT1.030燃烧物称量误差:
Q-26450DQv=-v´DG=-´0.0006=27(J/g)G0.5806DW=-累计加和来看,
DW19=´100%=0.93%W2036
DQv32=´100%=0.20%Qv16400由此分析,称量本身系统误差对最终结果造成影响较小。
值得一提的是,在实验过程中称量结束至燃烧过程中,需使用棉线及镍丝固定待测物;这一过程中难免会有待测物压片散块造成质量偏差。
这是实验中非常重要的一个误差来源,其质量偏差将会线性传递至最终误差里。
在实际操作中,为了减少这类误差;可以在结束后将栓系绳子的工作放于一称量纸上完成,将待测物固定完成后再称量纸上洒落样品。
从而弥补由于样品易散造成的误差。
(2)水的体积测量造成的误差
为便于讨论,假设两次使用2000mL及1000mL容量瓶会累计造成5mL误差(认为容量瓶本身存在千分之一误差,再考虑挂壁、溅出等影响)
DW=-C水´r水´DV=4.1818´0.998871´5=21(J/K)DQv=-C水´r水´DTG4.1818´0.998871´1.030´DV=´5=24(J/g)0.9060DW21=´100%=1.03%W2036
DQv24=´100%=0.146%Qv16400由此可见,加入水量的误差在极大估计条件下(5mL)也不会对最终结果造成太大影响。
(3)温度波动造成的误差
在实验的非加热段,由数据显示温度波动为0.01K,则
QvG+åq26450´1.0881+304´D(DT)=´0.01=132(J/K)DT21.9822
W+DC水2036+2996.6´4.1818DQv=-´D(DT)=´0.01=163(J/g)G0.8960DW=DW132=´100%=6.50%W2036
DQv163=´100%=0.994%Qv16400本实验中,由温度波动0.01K即可对最终结果造成1%误差,由此可见温度波动是实验误差的另一主要因素。
因此,采用雷诺校正是很有必要的。
(4)是否进行酸校正的定量分析:
假设氧弹内容积为1L(偏大估计),即含有790mL氮气。
本实验中反复冲入氧气至1MP再放气至常压,重复三次除去氮气。
则剩余氮气量可计算为790*0.13=0.79mL换算为物质的量n(氮气)=0.033mmol
151N2(g)+O2(g)+H20==HNO3(l)242DH=-59800J/molDU=DH-DnRT=-59800+1.75´8.314´(273.15+16.4)=-55587J/mol
由氮气产生的热效应Q=-55587J/mol*0.033mmol=-1.8J
此数值仅与镍丝称量误差带来的影响大致相同,对于整个实验体系可以忽略不计。
因此本实验省略酸校正分析是合理的。
2.定性误差分析
(1)热容值变化的讨论
理论上,热容随温度变化而变化;因此c=c(T)并非一个常量。
在本实验中,通过计算水当量表征仪器的吸热效应,同时控制燃烧标准物质和待测物质时体系上升大致相同的温度。
同时,体系整体温度上升幅度并不大(1.1℃左右),因此粗略地认为热容随温度变化幅度可忽略是合理的。
(2)待测物质量
本实验定量分析过程中可发现,待测物质量大小对最终的误差有很大影响。
在实验过程第一次压片过程中,由于操作并不熟练,压制得到的苯甲酸固体质量偏小;仅仅0.6g,计算发现由此导致的系统误差是较大的。
因此,在蔗糖燃烧实验中改进了压片手法,增加了待测物质量,分析得到的系统误差显著下降。
实验操作讨论
在实验过程中,我认为有如下操作值得反思和注意
(1)压片操作
如果压片过松,则所得药片的强度较差,不宜成型,遇到外部振动或者在移动过程中会出现碎裂、散落现象。
如果压片过紧,则压片器容易卡主,在取出样品过程中可能又会造成样品的损坏。
相较而言,苯甲酸标准物质颗粒较小,分布均匀,较为容易压片。
而蔗糖晶体必须充分研磨成细末状再进行压片才会相对容易。
(2)固定压片的操作
将压片与点火器件稳定固定在氧弹中是本实验中最难的操作。
首先需要明确,镍丝的作用是产生火花引燃体系,棉线的作用是将镍丝与待测物空间上固定在一起,同时起到引燃的作用。
讲义上指出可以将镍丝压入样品内,但在本实验中受限于设备限制,以下操作更为合理:
压出的样品用棉线固定捆住,同时棉线本身提供镍丝的固定支撑点,令镍丝穿过细线并环绕住压片。
同时在固定操作中,建议在下方放置称量纸。
以便于收集散落的待测物,称量后校正得到正确的燃烧物质量。
(3)对于氧弹的清洁操作
两次测定之间除了需要擦净量热桶内壁、氧弹外壁的水分外,还需要将氧弹内筒仔细擦干净,除去上一次燃烧过程中产生的水,减少误差。
结论
本实验通过在氧弹式量热计中燃烧苯甲酸,通过使用雷诺校正,计算出水当量的方法作为基准,求得了蔗糖的恒压(恒容)燃烧热为1.640*104J/g。
之后通过定量、定性误差分析,讨论了实验过程中应当特别注意的细节。
思考题
1.雷诺图解法的本质和适用范围
在量热实验中,量热计与周围环境的热交换无法完全避免,对温差测量值的影响可用雷诺(Renolds)温度校正图校正。
1.200H1.0000.800E0.6000.4000.2000.000CDT/C°A0200BG4006008001000t/s如图所示,图中B点意味着燃烧开始,热传入介质;HG为线延长并交温度曲线于E点,其间的温度差值即为经过校正的。
E点认为是环境均衡温度。
图中(G-A)为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间内,由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温,故应予扣除。
同理(H-C)由室温升高到最高点这一段时间内,热量计向环境的热漏造成的温度波动,计算时必须考虑在内。
故可认为,HG两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值。
在量热实验中,如果无法保证体系完全与外界隔绝热交换,则需要用雷诺校正法扣除环境影响。
同时在某些情况下,量热计的绝热性能良好,但搅拌器功率较大,可能由于搅拌造
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