Document

Ćwiczenie
Nr ____a
Troposfera
Pochłanianie ciepła
klasa
data
imię i nazwisko
Eksperymenty z gazami cieplarnianymi: CO2 i parą wodną
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; e: statyw palnika
© 2004 Tausch, Seesing; Uni-Duisburg-Essen
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 – eksperyment
Z - zadanie
E1
Przeprowadź serię pomiarową przy użyciu następujących materiałów zakrywających jeden z
końców metalowej rury.
gaz wewnątrz rury: powietrze
materiał:
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
120 s
150 s
180 s
Powtórz pomiary z E1, ale napełnij rurę dwutlenkiem węgla i zamknij zawory plasteliną.
gaz wewnątrz rury: dwutlenek węgla
materiał:
f) folia PE
Z1
temperatura [°C] po:
0s
30 s
60 s
90 s
temperatura [°C] po:
0s
30 s
60 s
90 s
120 s
150 s
180 s
Dlaczego w eksperymencie przedstawionym na rys. 1 mierzymy rozchodzenie się ciepła przez
promieniowanie a nie przez konwekcję danej objętości gazu? Uzasadnij swoją odpowiedź.
© 2004 ESPERE-ENC / Tausch, Seesing, Universität-Duisburg-Essen; Duisburg
Ćwiczenie
Nr ____b
Troposfera
Pochłanianie ciepła
klasa
data
imię i nazwisko
Eksperymenty z gazami cieplarnianymi: CO2 i parą wodną
Z2
Dlaczego po wykonaniu każdej serii pomiarowej konieczne jest schłodzenie naszego przyrządu do
temperatury początkowej, przy której zaczynaliśmy pierwszą serię pomiarową?
Z3
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.
Z4
Dlaczego należy powtórzyć serię a) (folia PE) z użyciem dwutlenku węgla jeśli chcemy poznać
pochłanianie ciepła przez dwutlenek węgla?
Z5
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:




Ten
CO2
CO2
Ten
wynik jest błędny, eksperyment należy powtórzyć.
nie jest gazem cieplarnianym.
lepiej pochłania ciepło niż powietrze i dlatego temperatura nie wzrasta tak bardzo.
eksperyment nie ma żadnego związku z efektem cieplarnianym.
© 2004 ESPERE-ENC / Tausch, Seesing, Universität-Duisburg-Essen; Duisburg
Ćwiczenie
Nr ____c
Troposfera
Pochłanianie ciepła
klasa
data
imię i nazwisko
Eksperymenty z gazami cieplarnianymi: CO2 i parą wodną
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.
.
Można określić ilość CO2 w atmosferze w przeszłości poprzez analizę powietrza
uwięzionego w rdzeniach lodowych (Ryc. 2).
Z6
Opisz najważniejsze zmiany widoczne na ryc. 2.
Z7
Która spośród odpowiedzi proponowanych w Z 5 jest sprzeczna z informacjami zawartymi na ryc.
2? Uzasadnij swoją odpowiedź.
© 2004 ESPERE-ENC / Tausch, Seesing, Universität-Duisburg-Essen; Duisburg