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挑战二:科学实验搅拌能加速液体冷却
珠韵 珠韵 2019-03-05 18:56:48
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简单

【项目由来】

前几天,娃口渴要喝水,我给他倒了一杯水,太烫,为了让水快点冷却,我就用筷子搅拌。

娃问我:“爸爸,你为什么要用筷子搅拌呢?”

我说:“我搅拌是要让水能够快点冷下来!”

娃说:“原来搅拌可以使水冷的更快啊!”

这时,我忽然想到,能不能做一个实验来验证一下!于是我对娃说:“要不,我们做个实验来验证一下!”

于是,开始了本项目。

【初步想法】

我想用这个实验来作为挑战二的作业。所以必须要用到规定器材。我觉得本项目需要实现一下几点:

1.水温的读取。规定器材里面有防水温度传感器,刚好可以用上。

2.显示冷却时间和水温,由于规定器材中没有能够显示多位数的显示屏,我打算用电脑来显示一些信息。

我的初步设想是:

第一步:检测静止状态下一杯水从规定温度冷却到相应温度需要多少时间。

第二步:检测搅拌状态下一本水从规定温度冷却到相应温度需要多少时间。

第三步:得出结论。

材料清单 材料清单
1x
arduino uno板
1x
IO 传感器扩展板
1x
Boson防水温度传感器
1x
玻璃杯
1x
烧水壶
1x
筷子
1x
胶带
projectImage
【项目步骤一:设备连接】

1.我把防水温度传感器接在arduino扩展板的A0口,温度探针插入水中,注意不让探针碰到杯壁。

2.USB线连接电脑,电脑运行mind+,连接上arduino,采用实时模式。

【项目步骤二:程序设计】

1.第一步先要正确读取水温,这里要感谢SKi老师撰写的《玩转BOSON防水温度传感器》一文,我温度计算的程序就是参考此文的。

projectImage

2.设计降温计时程序,主要功能有:当温度降低到75°时开始计时,到65°时停止计时,并显示出用时多少。

projectImage

程序代码已经上传到码云。

https://gitee.com/zslqg/jbnjsytlq.git

【项目步骤三:实施实验】

实验的过程我拍成视频,大家可以观看文末的视频。

实验主要的流程是:

1.在玻璃杯上贴一个胶带用来做标记,往杯子倒水的时候水位刚好要在胶带标记处。

2.往杯子里导入热水(80多度的水),把温度探针放入(不能碰到杯壁)。鼠标点击角色,开始更新显示水温。

3.当水温低于75°时,计时器归零并开始计时,一直到温度低于65°,计时变量显示用时多少。并记录下来,我这里实验显示用时364秒。

4.把杯子水倒了,重新倒入热水,水位和刚才一样,放入筷子。点击角色,开始更新显示水温。

5.当水温低于75°时,计时器归零并开始计时,不停的搅拌,一直到温度低于65°,计时变量显示用时多少。并记录下来,我这里实验显示用时277秒。

projectImage

【实验结论】

同样的杯子,同样的环境,从75°冷却到65°,静止状态下用了364秒,搅拌状态下用了277秒。

说明液体在搅拌状态下能够加速降温。

【科学解释】

快速搅拌加快了液体的对流,使热交换的速度加快,降温就更快了。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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