你会制作干冰吗?

从气体直接到固体——凝华。所需时间20分钟。

实验内容

用超小型泵在制苏打水的虹吸管上开一小孔,使二氧化碳喷出的话,就会由于绝热膨胀,形成冷却的粉状干冰。这个实验既是观察从气体到固体的凝华现象的实验,也是绝热冷却的实验。

所需材料

制苏打水的虹吸管用苏打真空管(二氧化碳小型钢瓶),木制台子,老虎钳、锥子、锤子、深色的布(斜纹布比较好)。实验方法我们常常能看到从樟脑、萘、干冰等固体“升华”到气体的现象。但是,却不常看到从气体到固体的变化。利用绝热冷却的原理就能制作干冰。听说二氧化碳灭火器喷出的白烟可作为干冰使用,但造价太高。所以我们自己动手制作干冰。

1.准备苏打真空管。虹吸管要准备2种(5ml和10ml)。虽然最大的有50ml的,但我们用10ml的就行了。

2.苏打真空管喷出气体,在反作用下会飞起来。这可不是火箭实验,所以是很危险的,必须要把它固定住。如图1所示。

制作干冰图1
图1

3.首先看看它往空中喷射的样子。如图2所示,把二氧化碳钢瓶牢牢固定住,用锤子把锥子稍稍打入瓶嘴内。然后,将二氧化碳钢瓶牢牢控制住后,将锥子一下子拨出。这时,高压状态下的二氧化碳随即喷出,在一瞬间你会看到干冰的雾。钢瓶通过绝热冷却变得很凉,有时表面还会结霜。

制作干冰图2
图2

这种情况下所开的孔,过大过小都不好。过大,在很短的时间内压力就会消失,冷却效果差。过小,从周围补给的热过多,无法绝热,所以冷却效果也不好。希望大家多练习打孔,直到掌握能打一个合适的孔为止。

很多人对气体喷出时的声音都感到惊讶,并为此很兴奋,但往往忽视了干冰的雾。所以要求再做一遍。但是即使再做一遍,还会有人不明白道理。只不过知道钢瓶冷却了。

4.为了让大家都了解,我们来做收集干冰的实验。如图3所示,用深色的布将装置覆盖上,从这个布上将锥子打入钢瓶嘴,确认钢瓶固定好后,将锥子一气儿拔出,在气体压力的作用下,布鼓起来了,然后把布展开,你会看到布的内侧附着着白色粉末状的干冰。这就是凝华。

制作干冰图3
图3

工业上也是用同样的方法,将二氧化碳气体经过几个阶段的压缩使其喷出,再反复进行绝热冷却,最后就成为粉末状干冰。然后收集这些干冰,让它成型、凝结、变硬。就成为我们所见到的干冰了。

5.有必要确认粉末状的物质是二氧化碳时,可将布放入集气瓶内,盖上盖子放置一会儿,用大号注射器或玻璃吸管抽取里面的气体,将此气体投入另一试验管中的石灰水中,水就变得白浊。然后再继续投入大量的二氧化碳气体,白浊的石灰水又恢复了透明。这就是对二氧化碳的确认。

延伸

绝热膨胀的实验,云的产生,火箭,作用与反作用等均可用此实验验证。说明用分子运动也可解释绝热冷却。简单来说就是:“二氧化碳分子要拨开周围的空气就要消耗自身的能量,结果使得自身的分子运动衰退了。即:温度下降。”

酒精温度计里面的液体是什么?

酒精温度计的里面并不是酒精。在温度计的说明书上虽然写着酒精温度计,但是,因为乙醇的沸点是78.3℃,在常压下要使它升为150℃是不可能的。实际上,我们是沿用历史上的说法称它为酒精温度计,但它里面装的是煤油。是加热到某个温度,蒸发掉水分等,再经过过滤、精制得到的煤油。酒精的沸点低,容易吸收水分,而在这一点上,煤油就很稳定。另外,由于公司不同,所用的颜色(红色)也各不相同,但一般使用的都是油性红色染色剂。选择染色剂的要点是:抗紫外线、抗高温、不变色、不产生化学反应、不沉淀。酒精温度计—般使用沸点高的+150℃~200℃的透平润滑油,加压封入玻璃管内。测量的温度在-50℃左右时,使用甲苯。-200℃的情况下,还要加压封入LPG(液化石油气)等。

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发布时间:2014/4/14 18:54:54  阅读次数:6297

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