二氧化碳溫室效應(yīng)的探究 

為探究CO₂溫室效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，我們利用溫度傳感器和CO₂濃度傳感器對(duì)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

1.掌握溫度傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，驗(yàn)證CO₂的溫室效應(yīng)。

2.了解CO₂溫室效應(yīng)的原理。

二、實(shí)驗(yàn)背景

CO₂是一種我們熟悉的溫室氣體。溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽(yáng)輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。它們會(huì)使地球表面變得更暖和，類(lèi)似于溫室截留太陽(yáng)輻射，并加熱溫室內(nèi)空氣的作用。這種溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱(chēng)為“溫室效應(yīng)”。

三、實(shí)驗(yàn)原理

CO₂是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w之一，學(xué)生從書(shū)中都了解到這樣的事實(shí).。但對(duì)于這樣的事實(shí)卻沒(méi)有真實(shí)的體驗(yàn)。如果用溫度計(jì)測(cè)定分別充有空氣和CO₂的錐形瓶在受到相同時(shí)間和強(qiáng)度的陽(yáng)光照射下的溫度變化，會(huì)因?yàn)闇囟扔?jì)不夠精確以及不容易觀(guān)察而影響實(shí)驗(yàn)的效果。而改用溫度傳感器，不僅能精確測(cè)定溫度變化還能通過(guò)圖像的曲線(xiàn)變化直觀(guān)的看出溫度的變化情況。同時(shí)利用CO₂濃度傳感器還能夠測(cè)定實(shí)驗(yàn)所收集CO₂具體的濃度值，以此來(lái)比較不同濃度CO₂溫室效應(yīng)的程度是否不同。

四、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

實(shí)驗(yàn)藥品：CaCO₃固體、稀HCl溶液。

實(shí)驗(yàn)儀器：采集器、軟件系統(tǒng)、溫度傳感器（2個(gè)）、鑷子、平底燒瓶、雙孔橡皮塞、長(zhǎng)頸漏斗、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、火柴、500mL圓底燒瓶（2只）、單孔橡皮塞（2個(gè)）、取暖器。

實(shí)驗(yàn)裝置圖：

五、實(shí)驗(yàn)步驟

1.將溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集器以及電腦連接好，打開(kāi)軟件。

2.用CaCO₃固體和稀HCl 溶液，制取并收集一滿(mǎn)瓶CO₂氣體。

3.  用CO₂濃度傳感器測(cè)定剛收集的CO₂氣體濃度為99940ppm。

4.取兩個(gè)溫度傳感器。一個(gè)插在剛收集的CO₂的圓底燒瓶中，另一個(gè)插在裝有空氣的圓底燒瓶中。等兩個(gè)圓底燒瓶中氣體溫度相同時(shí)，打開(kāi)取暖器對(duì)著兩個(gè)燒瓶進(jìn)行加熱（模擬太陽(yáng)光加熱，取暖器距離圓底燒瓶約50cm）。

5.點(diǎn)擊，監(jiān)測(cè)在20min內(nèi)兩個(gè)圓底燒瓶中氣體溫度的變化。溫度變化情況如圖1（其中紅色代表CO₂氣體的溫度變化）。

6.  將裝有CO₂的圓底燒瓶的溫度傳感器取出，倒置放出部分CO₂氣體，再用CO₂濃度傳感器測(cè)定濃度為53890ppm。

7.將溫度傳感器再次插緊在裝有CO₂的圓底燒瓶中，等到兩個(gè)圓底燒瓶中氣體溫度相同時(shí)用取暖器對(duì)其加熱（取暖器距離燒瓶約50cm），點(diǎn)擊，監(jiān)測(cè)在20min內(nèi)兩個(gè)燒瓶中氣體溫度的變化。溫度變化情況如圖2（其中紅色代表CO₂氣體的溫度變化）。

六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1：二氧化碳濃度為99940ppm時(shí)的溫室效應(yīng)（紅線(xiàn)代表CO_2,藍(lán)線(xiàn)代表空氣）

圖2：二氧化碳濃度為53890ppm時(shí)的溫室效應(yīng)（紅線(xiàn)代表CO_2,藍(lán)線(xiàn)代表空氣）

七、交流討論

1.觀(guān)察溫度變化的曲線(xiàn)，能說(shuō)明什么問(wèn)題？

2.溫度差與二氧化碳濃度有什么關(guān)系？