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【科学探究】测量和观察液体流速与温度之间的关系

阿琛 阿琛 2020-08-03 23:57:50
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简单

项目背景:

根据高二物理的分子热运动展开实验设计


关于实验的背景知识:


布朗运动:

布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。


布朗运动的特点:

1,无规则
2,永不停歇
3,颗粒越小,布朗运动越明显
4,温度越高,布朗运动越明显
5,肉眼看不见

projectImage

这次探究的主题就是,温度越高,布朗运动影响下的液体的流速变化的观察。

通过测量,更加直观,形象的理解到温度与布朗运动的关系。

材料清单 材料清单
1x
microbit
1x
扩展板
1x
液位传感器
1x
水温测量仪
1x
漏斗
2x
一次性杯子
步骤1 步骤1
准备材料

为了更好的观察,其实最好的是从冷却状态过度到高温加热状态,这样变化会非常明显,但是遗憾的是,我发现液位传感器对于0度以下的液体就完全失去了检测功能。甚至是接近0度的话,效果也是比较差的,所以只能改用常温到高温的一个状态变化。

观察液体的话其实最好是蜂蜜,然而家里目前没有了,自制了高浓度糖水来代替,虽然也有效果,但是粘稠度还是不够的,效果比较微弱。

步骤2 步骤2
连接硬件
projectImage

把液位传感器固定在杯子的外侧。

projectImage

煮好温热的糖水后,把防水温度传感器放在里面。

projectImage

为了显示方便,可以采用液晶屏幕来实时查看效果,液晶屏幕连接在IIC接口,液位和温度分别接在P1和P2引脚

步骤3 步骤3
编程

通过漏斗倒入液体,当达到液位时,停止计时。从而通过测量不同温度的相同量的液体,都分别经过了多长时间,来判断是否真的会根据温度的升高,而加快布朗运动呢?

让我们拭目以待吧。

projectImage
步骤4 步骤4
测试&测量

耐心的将每一次的数据都认真的记录下来,从数据中再寻找规律,不断的观察就会发现更多的奥秘!

一共测量了将近十次,直到最后接近室温的时候,发现液体的流速也逐渐稳定了下来。

projectImage
步骤5 步骤5
效果视频

小结:

虽然这个是高中物理的课程内容,但实际上在生活中也能够切身体会。小学阶段的孩子也一样可以参与进来,通过观察,思考,逐渐发现规律。从而带着探索精神不断学习和挑战。

不足和改进:

在使用糖水之前,我其实是测试了油的低温效果的,无奈太低温度时液位计效果不理想,才改为糖水测试,假如能用蜂蜜代替,效果会更好,之前我们用传统温度计和计时器做过相同的实验,蜂蜜的测量结果是很明显的。

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Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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