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通过智能手机中的实时数据记录了解潜热

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.36 MB | 2022-12-28

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描述

甚至学龄前儿童都知道冰会融化成液态水,液态水在加热时会变成蒸汽。但是你知道是什么导致了这种从固态到液态再到气态的相变吗?请看唯一的潜热——物质在其相变过程中吸收或释放的热能。但它的意义远不止于此。当这种能量引起相变时,会发生一些非常有趣的事情。想知道会发生什么,跳上船和我们一起做今天的实验吧!

为了执行今天的实验,我们将使用 Dabble(我们内部开发的移动应用程序,可将您的智能手机转换为众多虚拟盾牌)数据记录器。您可以从Google Play下载 Dabble

准备好,设置,加热!

第 1 步:所需组件列表

 
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硬件

  • 温度传感器(DS18B20 | 防水)
  • HC05蓝牙模块
  • 公对母跨接电缆 20cm
  • 安装了 Dabble 的智能手机

软件

第 2 步:进行实验的动机

进行此实验的原因:

  • 了解潜热
  • 看看Dabble的实时数据记录器模块

第 3 步:电路

让我们首先建立联系:

  • 取出 DS18B20 防水温度传感器并将其信号引脚连接到 evive 的数字引脚 5。
  • 将防水温度传感器的VCC和GND引脚分别连接到evive的VCC和GND引脚。
  • 在信号引脚和温度传感器的 VCC 之间连接一个 4.7 kΩ 电阻。
  • 连接 HC-05 蓝牙模块。
 
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第 4 步:编写代码

PictoBlox 是一款基于 Scratch 3.0 的图形化编程软件,可以让学习编程变得简单有趣。它允许您连接和控制 evive 与您的计算机,甚至可以将代码上传到它。您可以从这里下载 PictoBlox

将以下 PictoBlox 脚本上传到 evive。

 
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第 5 步:设置实验

完成连接后,打开 evive 并向下滑动 Slideswitch1。

在您的智能手机上打开 Dabble,然后选择 IoT 模块。

从 IoT 模块打开数据记录器。

该模块将数据实时存储在一个.CSV 文件中,我们可以直接在智能手机上访问该文件,也可以将文件发送到桌面。

现在拿一个电热水壶或任何其他加热设备,并在其中装满冰块。

将防水温度传感器放入水壶中。

然后向上滑动滑动开关 1 并打开电热水壶。

 
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第 6 步:观察:

数据记录器实时记录数据。你可以在屏幕上看到它。使用此模块可以在我们的智能手机上监控或查看任何数据。

您将观察到以下情况:

  • 加热冰块时,温度最初会升高,这可以在 evive 的 TFT 显示屏以及您的智能手机屏幕上观察到。
  • 一旦温度达到 0°C,即使向水壶提供能量,温度也不再升高,直到冰完全融化。
  • 一旦冰完全融化并变成水,温度就会再次开始升高。
  • 现在水在 100°C 开始沸腾,温度再次保持恒定,直到水完全蒸发。

第 7 步:了解潜热

下载由数据记录器生成的 CSV 文件并在您的计算机中打开它。

使用数据记录器收集的数据绘制温度 v/s 时间图。图形看起来类似于给定的图像:

 
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您会观察到图形在两点处是直的:

  • 0℃
  • 100℃

当我们开始加热冰时,分子开始振动导致温度升高。一旦温度达到 0°C,分子就会剧烈振动,以至于它们之间的吸引力变弱,它们开始远离。这一直持续到冰完全从固态转变为液态即水。

在整个过程中,所有的热能都用于融化冰。这就是温度保持恒定的原因。

这种不被视为温度变化的能量称为潜热它是物质在其相变过程中吸收或释放的热能,而温度没有任何变化。潜热也称为隐热

用于将相从固态变为液态的能量称为聚变潜热而这一点据说是冰的融化。

一旦冰完全变成水,温度就会再次开始升高。一旦温度达到 100°C,分子再次剧烈振动,氢和氧之间的共价键开始断裂,从而转化为蒸汽。这里给出的所有能量都用于将水转化为蒸汽,从而保持温度恒定。这种能量称为汽化潜热而这一点据说就是水的沸点。

第 8 步:结论

有了这个,您现在就了解了潜热的基础知识!如果您愿意,可以在互联网上查找更多相关信息。快乐学习!

 

 


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