二氧化碳温室效应的探究(温度传感器和CO2浓度传感器)

二氧化碳温室效应的探究 

为探究CO₂温室效应的实验，我们利用温度传感器和CO₂浓度传感器对设计了以下实验。

一、实验目的

1.掌握温度传感器的实时监测功能，验证CO₂的温室效应。

2.了解CO₂温室效应的原理。

二、实验背景

CO₂是一种我们熟悉的温室气体。温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们会使地球表面变得更暖和，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。

三、实验原理

CO₂是引起温室效应的主要气体之一，学生从书中都了解到这样的事实.。但对于这样的事实却没有真实的体验。如果用温度计测定分别充有空气和CO₂的锥形瓶在受到相同时间和强度的阳光照射下的温度变化，会因为温度计不够精确以及不容易观察而影响实验的效果。而改用温度传感器，不仅能精确测定温度变化还能通过图像的曲线变化直观的看出温度的变化情况。同时利用CO₂浓度传感器还能够测定实验所收集CO₂具体的浓度值，以此来比较不同浓度CO₂温室效应的程度是否不同。

四、实验仪器和药品

实验药品：CaCO₃固体、稀HCl溶液。

实验仪器：采集器、软件系统、温度传感器（2个）、镊子、平底烧瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗、玻璃导管、橡胶管、火柴、500mL圆底烧瓶（2只）、单孔橡皮塞（2个）、取暖器。

实验装置图：

五、实验步骤

1.将温度传感器和数据采集器以及电脑连接好，打开软件。

2.用CaCO₃固体和稀HCl 溶液，制取并收集一满瓶CO₂气体。

3.  用CO₂浓度传感器测定刚收集的CO₂气体浓度为99940ppm。

4.取两个温度传感器。一个插在刚收集的CO₂的圆底烧瓶中，另一个插在装有空气的圆底烧瓶中。等两个圆底烧瓶中气体温度相同时，打开取暖器对着两个烧瓶进行加热（模拟太阳光加热，取暖器距离圆底烧瓶约50cm）。

5.点击，监测在20min内两个圆底烧瓶中气体温度的变化。温度变化情况如图1（其中红色代表CO₂气体的温度变化）。

6.  将装有CO₂的圆底烧瓶的温度传感器取出，倒置放出部分CO₂气体，再用CO₂浓度传感器测定浓度为53890ppm。

7.将温度传感器再次插紧在装有CO₂的圆底烧瓶中，等到两个圆底烧瓶中气体温度相同时用取暖器对其加热（取暖器距离烧瓶约50cm），点击，监测在20min内两个烧瓶中气体温度的变化。温度变化情况如图2（其中红色代表CO₂气体的温度变化）。

六、实验数据

图1：二氧化碳浓度为99940ppm时的温室效应（红线代表CO_2,蓝线代表空气）

图2：二氧化碳浓度为53890ppm时的温室效应（红线代表CO_2,蓝线代表空气）

七、交流讨论

1.观察温度变化的曲线，能说明什么问题？

2.温度差与二氧化碳浓度有什么关系？