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小明的哥哥在南京师范大学读研究生。这天,小明来到哥哥的实验室,哥哥说:“小明,我来考考你,你知道空气中氧气的含量是多少吗?”小明毫不犹豫地回答:“20%,这个我们在小学就学过了。”哥哥说:“答得不错!”只见哥哥将一支蜡烛点燃,然后将一个烧杯倒扣在蜡烛的上方,几秒钟后蜡烛熄灭了。哥哥指着烧杯问:“那你知道现在这个烧杯里氧气的含量是多少吗?”小明不太肯定地回答:“应该没有氧气了,既然蜡烛熄灭了,氧气大概用完了吧。”哥哥说:“是吗?让我们来看一看吧。”小明很纳闷:氧气看不见,摸不着,怎么才能知道它有没有了呢?原来,小明的哥哥正在研究传感器实验,用氧气传感器就可以测出容器中氧气的含量。
哥哥将氧气传感器(图1)插入一个去掉底的矿泉水瓶中,再将它与数据采集器及计算机相联,如图2。
一切准备就绪后,哥哥将矿泉水瓶罩在一支点燃的蜡烛上,同时启动了计算机上的数据记录程序。计算机实时显示的曲线(如图3)清楚地表明,开始时瓶内氧气的体积分数是19.56%,随着蜡烛的燃烧,瓶内氧气体积分数逐渐降低,当氧气休积含量下降至15.96%时,蜡烛就完全熄灭了。
“哇!瓶子里还有这么多氧气蜡烛就熄灭了,真是想不到!这是什么仪器?它为什么能这么快、这么准地测出氧气含量呢?”小明拉着哥哥要问个明白。
哥哥说:“这里要用到三种主要仪器,氧气传感器、数据采集器和计算机。传感器就如同人的眼、耳、鼻、舌、身,它能够看到、听到、嗅到、尝到、触及到待测物的各种相关信息,但又比人的五官灵敏、准确千万倍。不同的传感器感触不同的信息。常见的有温度、湿度、气体压强、oH、电流、电压、二氧化碳浓度、氧气含量传感器等。数据采集器相当于人的大脑,负责接受从传感器传过来的信号、存储数据等工作,是整个系统的神经中枢。将数据采集器与计算机连接后,即可利用实验数据处理软件进行数据处理。它能够帮助我们更便捷地对数据采集器进行操作,并且以数字、曲线等多种形式显示数据,使我们能够更好地把握化学实验动态,对实验结果进行分析、推测。
传感器实验又叫做手持技术。由于仪器价格相对较高,这类实验目前只有少数条件较好的学校能够开展。从科技发展的观点看,传感器实验是传统实验现代化、信息化的重要途径,可以帮助同学们更好地认识我们周围的世界,从而更加热爱学习科学、培养对科学研究的兴趣。
做一做:其实,对于蜡烛熄灭来说,容器内氧气含量的减少只是原因之一。你不妨将一支长蜡烛点燃,罩上去掉底的塑料瓶(事先在塑料瓶的一侧上下不同位置打出两个洞),记录下洞在不同位置时蜡烛熄灭需要的时间。想一想:可能的原因是什么?
责任编辑 侯秀姣
哥哥将氧气传感器(图1)插入一个去掉底的矿泉水瓶中,再将它与数据采集器及计算机相联,如图2。
一切准备就绪后,哥哥将矿泉水瓶罩在一支点燃的蜡烛上,同时启动了计算机上的数据记录程序。计算机实时显示的曲线(如图3)清楚地表明,开始时瓶内氧气的体积分数是19.56%,随着蜡烛的燃烧,瓶内氧气体积分数逐渐降低,当氧气休积含量下降至15.96%时,蜡烛就完全熄灭了。
“哇!瓶子里还有这么多氧气蜡烛就熄灭了,真是想不到!这是什么仪器?它为什么能这么快、这么准地测出氧气含量呢?”小明拉着哥哥要问个明白。
哥哥说:“这里要用到三种主要仪器,氧气传感器、数据采集器和计算机。传感器就如同人的眼、耳、鼻、舌、身,它能够看到、听到、嗅到、尝到、触及到待测物的各种相关信息,但又比人的五官灵敏、准确千万倍。不同的传感器感触不同的信息。常见的有温度、湿度、气体压强、oH、电流、电压、二氧化碳浓度、氧气含量传感器等。数据采集器相当于人的大脑,负责接受从传感器传过来的信号、存储数据等工作,是整个系统的神经中枢。将数据采集器与计算机连接后,即可利用实验数据处理软件进行数据处理。它能够帮助我们更便捷地对数据采集器进行操作,并且以数字、曲线等多种形式显示数据,使我们能够更好地把握化学实验动态,对实验结果进行分析、推测。
传感器实验又叫做手持技术。由于仪器价格相对较高,这类实验目前只有少数条件较好的学校能够开展。从科技发展的观点看,传感器实验是传统实验现代化、信息化的重要途径,可以帮助同学们更好地认识我们周围的世界,从而更加热爱学习科学、培养对科学研究的兴趣。
做一做:其实,对于蜡烛熄灭来说,容器内氧气含量的减少只是原因之一。你不妨将一支长蜡烛点燃,罩上去掉底的塑料瓶(事先在塑料瓶的一侧上下不同位置打出两个洞),记录下洞在不同位置时蜡烛熄灭需要的时间。想一想:可能的原因是什么?
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