《降温杯的设计》PPT课件.ppt

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1、降温杯的设计,课题组成员：姜季廷 黄立鹏 周振国 雷晓宇 汪志斌 叶潘俊 钱俊森 邹小春指导教师：蒋伟华 朱建平 徐军华,浙江省2009年高中生研究性学习活动成果展示,内容摘要,本课题展示研究小组利用Na2SO410H2O能产生降温效果的特点，经过反复实验与研究，设计并制作降温杯的过程。,课题研究背景,在夏天喝上一杯凉开水是很舒服的事情。我们能设计一种容器或装置把开水水温快速降下来吗？,课题研究过程,本课题研究经历了三个阶段：第一阶段：理论分析与实验设计第二阶段：实验改进第三阶段：降温杯样品制作与效果检验,第一阶段：理论分析与实验阶段（分为三期）,1.降温剂的选择：*Na2CO310H2O*C

2、aCl26H2O*Na2SO410H2O*NH4Cl溶解时吸热,熔化时吸热,2.实验装置：,3.实验材料,4.实验活动纪录,一期数据图表：,（30秒/格）,温度,说明：1、本期实验对象均为100ml热水。2、药品为15g4包，包裹在小烧杯外。,5.一到三期实验的数据处理图,二期实验图表：,（30秒/格）,温度,60g降温剂100ml热水,60g降温剂250ml热水,(30+30)g降温剂100ml热水,100ml冷水作降温剂100ml热水,三期实验图表：,（30秒/格）,温度,说明：1、2号实验药品均为CaCl26H2O和Na2SO410H2O加水成糊状物。,1.新制糊状物,2.放置半天后的糊

3、状物,1.Na2CO310H2O、NH4Cl、及它们的混合物降温 效果都不显著,2.实验证明,药品用Na2SO410H2O，CaCl26H2O制成的糊状物效果较好。然而该糊状物干燥后降温效果变差了,没有反复使用的价值。,6.第一阶段实验分析与结论：,3.应把注意力转回到用Na2SO410H2O作降温剂。,第二阶段：实验改进阶段,（用Na2SO410H2O作降温剂）,查阅资料可得Na2SO410H2O熔化热为239.1J/g记为q。以热水为300ml，如降温温差为45则由热平衡方程：C水m水t=Mq可得所需Na2SO410H2O质量为MM=(4.2*103*0.3*45)/239.1=237(g

4、)。,1.计算降温剂Na2SO410H2O用量,称量,2.实验过程,（称量Na2SO410H2O）,（研磨）,（降温实验）,（Na2SO410H2O的熔化与结晶）,3.实验改进阶段数据处理图,Na2SO410H2O作降温剂,空白实验,沙子对照,1)Na2SO410H2O熔化和结晶的不同分层现象与它在水中的溶解度大小有关。,2)由于水温周边低，中间高，利用散热片快速把中间的热量传递到边上，那么降温速率可再提高。,4.第二阶段实验分析与结论：,散热片的设计与制作,第三阶段:降温杯样品制作与效果检验阶段,1.Na2SO410H2O晶体称取,（一）降温杯的制作,2.量取蒸馏水,3.十水硫酸钠+硼砂+水

5、搅拌,4.添加适量乙二醇作粘稠剂,5.搅拌降温剂,6.将降温剂填入杯子夹层,7.制作安装密封橡胶片,8.封胶水,9.安装杯底,降温杯,普通杯,（二）样品效果检验,5分钟时的温度对比图,普通杯,降温杯,300ml水加入杯子5分钟时实验结果如下：,4.有降温剂有散热片71降到43降温幅度28,1.无降温剂无散热片71降到66.5降温幅度4.5,3.有降温剂无散热片71降到43.5降温幅度27.5,2.无降温剂有散热片71降到65.5降温幅度5.5,我们设计的降温杯降温效果较明显。并具有以下特点:,1.降温杯样品制作简便。2.所用药品无毒，无腐蚀性。3.主要药品成本比较低。,在实验时我们忽略两个杯子

6、间以及器材所造成的误差。,实验结论,1由于实验条件和设备的限制,相关知识的缺乏，结果存在一定偏差。2.制降温杯的关键是找到合适的降温材料与有效的散热渠道。3.我们所用的降温剂主要材料是Na2SO410H2O，并以硼砂，乙二醇，分别作为成核剂，粘稠剂，蒸馏水起导热作用，但因为我们的水平与时间关系还未试验出最佳配比。,问题讨论,研究性学习让我们获得亲自参与研究探索的积极体验,提高发现问题和解决问题的能力,激活知识储存，尝试知识的综合运用,学会分享与合作,培养科学态度和科学道德,培养对社会的责任心和使命感,体验到了研究性学习的快乐。,研究感想与感悟,感谢 感谢学校和老师在此次研究性学习过程中对我们的

7、热心帮助和支持。感谢各级教研室以及杭外为我们提供一个宝贵的展示平台！资料来自：http:/=222892图片来自：itan_sodn.JPG,Thank you for listening,实验误差部分原因分析:,初始温度读取过程中温度计升到相应温度需要一定时间,造成初始温度有误差。手握住温度计时会抖动导致温度计上下移动，而实验时液体内部的水温不均匀，中间水温高，四周水温较低。从而使温度显示不准确，造成较大实验误差。,由于该次实验存在人为原因造成级大的误差,所以重新进行实验。,空白、Na2SO410H2O、沙子,（接上表）,降温实验后,我们小组继续测试样品的保温效果。测试开始时室温为15记录数据如表格,六.降温杯与普通杯加水后水温变化对比,七.Na2SO410H2O的溶解度,