|
|
 |
|
Eksperymenty opisane poniżej pozwalają lepiej zrozumieć działanie dwu gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla i pary wodnej.
Badamy pochłanianie promieniowania cieplnego.
|
 |
|
|
Rycina 1
Przygotowanie eksperymentu 1
a: palnik gazowy; b: metalowa rura (zrobiona z puszek) z dwoma zaworami; c: czujnik temperatury z czytnikiem wskazań; d: plastelina do zamknięcia zaworów
© 2004 Tausch, Seesing; Uni-Duisburg-Essen, Duisburg [Lit.: Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+; Buchner Verlag; Bamberg 2001]
|
|
|
Pochłanianie ciepła
Przygotuj eksperyment jak na rysunku 1. Aby uzyskać metalową rurę usuń górne i dolne denka w dwu puszkach. Połącz puszki przy pomocy taśmy samoprzylepnej i wywierć dwa otwory na zawory. Zamknij zawory plasteliną. Zamknij jeden z końców rury przy pomocy ściśle przylegającego wieczka wykonanego z czarnego kartonu, przymocowanego taśmą. Przymocuj do wieczka czujnik temperatury. Drugi koniec rury zakryj szczelnie np. folią aluminiową. W ten sposób skonstruowałeś wykrywacz promieniowania cieplnego. Promieniowanie cieplne ogrzewa czarny karton, który pełni rolę przyrządu pomiarowego dla wzrostu temperatury.
Dopilnuj aby palnik znajdował się zawsze w tej samej odległości (10 to 15 cm) od końca rury podczas wszystkich doświadczeń (patrz E1 lub E2)! W czasie każdej serii pomiarowej odczytuj temperaturę co 30 sekund, zapisuj odczytane wartości i wykonaj na ich podstawie wykres. Każda seria pomiarowa powinna trwać co najmniej 3 minuty. Zanim zaczniesz kolejną serię schłódź metalową rurę do temperatury początkowej.
|
|
E 1 |
Przeprowadź serię pomiarową przy użyciu następujących materiałów zakrywających jeden z końców metalowej rury. |
|
gaz wewnątrz rury: powietrze |
temperatura [°C] po: |
|
materiał: |
0 s |
30 s |
60 s |
90 s |
120 s |
150 s |
180 s |
|
a) folia PE (np. z jednorazowej torebki plastikowej) |
|
|
|
|
|
|
|
|
b) folia aluminiowa |
|
|
|
|
|
|
|
|
c) płaska torebka plastikowa (z folii PE, pusta) |
|
|
|
|
|
|
|
|
d) płaska torebka plastikowa (z folii PE, zwilżona wodą w środku) |
|
|
|
|
|
|
|
|
e) brak materiału (otwarty koniec rury) |
|
|
|
|
|
|
|
|
E2 |
Powtórz pomiary z E1, ale napełnij rurę dwutlenkiem węgla i zamknij zawory plasteliną |
|
gaz wewnątrz rury: dwutlenek węgla |
temperatura [°C] po: |
|
materiał: |
0 s |
30 s |
60 s |
90 s |
120 s |
150 s |
180 s |
|
f) folia PE |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z 1 |
Dlaczego w eksperymencie przedstawionym na rys. 1 mierzymy rozchodzenie się ciepła przez promieniowanie a nie przez konwekcję danej objętości gazu? Uzasadnij swoją. | |
|
|
Z 2 |
Dlaczego po wykonaniu każdej serii pomiarowej konieczne jest schłodzenie naszego przyrządu do temperatury początkowej, przy której zaczynaliśmy pierwszą serię pomiarową? |
|
Z 3 |
Wykres wykonany na podstawie uzyskanych rezultatów pomiarów dla powietrza jako gazu wypełniającego rurę pokazuje, że po 3 minutach temperatura osiągnęła najwyższą wartość w serii e) przy otwartym końcu rury.
Możemy uszeregować nasze serie pomiarowe w następujący sposób:
e) > a) » c) > d) » f) > b)
Przeanalizuj te wyniki biorąc pod uwagę absorpcję promieniowania cieplnego przez testowane materiały oraz uszereguj je od najsilniej do najsłabiej pochłaniającego ciepło. |
|
Z 4 |
Dlaczego należy powtórzyć serię a) (folia PE) z użyciem dwutlenku węgla jeśli chcemy poznać pochłanianie ciepła przez dwutlenek węgla? |
|
Z 5 |
Dwutlenek węgla (CO2) jest znany jako gaz cieplarniany, przyczyniający się do powstawania efektu cieplarnianego. Tymczasem seria pomiarowa z CO2 jako gazem wypełniającym rurę pokazała, że wzrost temperatury jest mniejszy niż przy użyciu powietrza. Co może być tego przyczyną? Zaznacz poprawną odpowiedź: |
c Ten wynik jest błędny, eksperyment należy powtórzyć.
c CO2 nie jest gazem cieplarnianym.
c CO2 lepiej pochłania ciepło niż powietrze i dlatego temperatura nie wzrasta tak bardzo.
c Ten eksperyment nie ma żadnego związku z efektem cieplarnianym.
|
 |
|
|
Rycina 2.
Ilość CO2 w atmosferze (w ppm, prawa oś wykresu, niebieska linia) oraz zmiany temperatury w porównajniu ze stanem obecnym (lewa oś wykresu, czerwona linia) w ciągu ostatnich 160 000 lat.
© 2004 Seesing, Tausch; Universität Duisburg-Essen, Duisburg [Lit:Tausch, von Wachtendonk: 2000+, Buchner Verlag, Bamberg 2001]
|
|
Można określić ilość CO2 w atmosferze w przeszłości poprzez analizę powietrza uwięzionego w rdzeniach lodowych (Ryc. 2).
|
T 6 |
Opisz najważniejsze zmiany widoczne na ryc. 2. |
|
T 7 |
Która spośród odpowiedzi proponowanych w Z 5 jest sprzeczna z informacjami zawartymi na ryc. 2? Uzasadnij swoją odpowiedź. |
|
O tej stronie:
Autorzy: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Niemcy
Ostatnia aktualizacja: 2004-05-13
Tłumaczenie na język polski: dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków |
|
|
|
