Dựng các thí nghiệm về sự sôi của chất lỏng ở áp suấtcao hơn và thấp hơn áp suất bình thường của không khí

0 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN VẬT LÝ  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊNTHAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014-2015 Dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN VẬT LÝ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊNTHAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014-2015 Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hoàng Nhân Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: C13VL01 – Khoa học Tự nhiên Năm thứ: Số năm đào tạo: Ngành học: Sư phạm Vật Lý Người hướng dẫn: Võ Văn Ớn Học vị: Tiến sĩ Đơn vị cơng tác (Khoa, Phịng): Khoa KHOA HỌC TỰ NHIÊN UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Nhân - Lớp: C13VL01 Khoa: Khoa học – Tự Nhiên Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: Võ Văn Ớn Mục tiêu đề tài: Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí Tính sáng tạo: Tạo có dụng cụ thí nghiệm Kết nghiên cứu: Hai dụng cụ sôi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Dùng làm dụng cụ thí nghiệm cho học sinh quan sát, giúp học sinh hiểu sâu sắc học sôi chất lỏng 3 6.Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề yếu tố xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng Xác nhận lãnh đạo khoa Người hướng dẫn (ký, họ tên) (ký, họ tên) năm UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ tên: Nguyễn Ngọc Hoàng Nhân Sinh ngày: 30 tháng 03 năm 1995 Nơi sinh: An Thạnh – Bình Dương Lớp: C13VL01 Khóa: 2013 - 2016 Khoa: Khoa học – Tự nhiên Địa liên hệ: 323/2c Thạnh Bình - An Thạnh - Thuận An - Bình Dương Điện thoại: 01634277643 Email: nguyenhoangnhan1995@gmail.com II Q TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): * Năm thứ 1: Ngành học: Sư phạm Vật Lý Khoa: Khoa học – Tự Nhiên Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành tích: khơng có * Năm thứ 2: Ngành học: Sư phạm Vật Lý Kết xếp loại học tập: Trung bình Sơ lược thành tích: khơng có Khoa: Khoa học – Tự nhiên DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊM CỨU ĐỀ TÀI STT Họ tên sinh viên Lớp, khóa Nguyễn Ngọc Hoàng Nhân C13VL01 Nguyễn Nhật Nam C13VL01 Xác nhận lãnh đạo khoa (ký, họ tên) Chữ ký Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH Phần I: MỞ ĐẦU 1.Tên đề tài 2.Lĩnh vực 3.Loại hình nghiên cứu .8 4.Thời gian thực phê duyệt Đơn vị quản lý chuyên môn .8 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài 8 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu .9 8.1 Đối tượng nghiên cứu 8.2 Phạm vi nghiên cứu 8.3 Phương pháp nghiên cứu Phần II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 10 Chương 1: Giới thiệu khái quát sôi 10 Khái niệm sôi 10 Tính chất .10 Vận dụng 10 Chương 2: Dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí 12 Bộ thí nghiệm 12 Chi tiết công dụng dụng cụ 13 Cách tiến hành thí nghiệm 16 Chương 3: Dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí 17 Bộ thí nghiệm 17 Chi tiết công dụng dụng cụ 18 Cách tiến hành thí nghiệm 22 Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23 Phần kết luận 23 Phần kiến nghị 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng 1.1 Nhiệt độ sôi số chất 1.2 Nhiệt độ sôi nước …… Trang 11 11 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tên hình Trang 2.1 Bộ thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Nhiệt kế rượu Áp kế thuận Nồi nhôm đựng nước Lắp thí nghiệm 12 Bộ thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí Nhiệt kế rượu Áp kế nghịch Dụng cụ rút khí Lọ thủy tinh đựng nước Lắp thí nghiệm 17 2.2 2.3 2.4 2.5 … 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 …… 13 14 15 16 18 19 20 21 22 Phần I: MỞ ĐẦU 1.Tên đề tài: Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí 2.Lĩnh vực: Khoa học - Tự nhiên 3.Loại hình nghiên cứu: Cơ 4.Thời gian thực phê duyệt: tháng Bắt đầu: 10/2014 Kết thúc: 3/2015 Đơn vị quản lý chuyên môn: Khoa: Khoa học tự nhiên Bộ môn: Vật Lý Lý chọn đề tài: - Ở trường THCS, em học sinh quan sát sôi lỏng áp suất bình thường khơng khí, giáo viên khơng thể thực sôi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí khơng có dụng cụ thí nghiệm - Các giáo viên khó giải thích học sinh khó hình dung sơi áp suất khác áp suất bình thường khơng khí xảy không núi cao hay thung lũng sâu Đề tài nhằm dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí để học sinh có nhìn sôi điều cấp thiết Mục tiêu đề tài: Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí 9 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu: 8.1 Đối tượng nghiên cứu: Sự sôi chất lỏng Dụng cụ đo áp suất, đo nhiệt độ 8.2 Phạm vi nghiên cứu: Sự sôi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Sự sơi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí 8.3 Phương pháp nghiên cứu: Quan sát, thu thập tư liệu từ internet, sách báo, thực tế Làm dụng cụ thí nghiệm, dựng thí nghiệm, hiệu chỉnh dụng cụ Khảo sát, đánh giá 10 Phần II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chương 1: Giới thiệu khái quát sôi Khái niệm sôi: Sự sôi bay đặc biệt Trong suốt thời gian sôi, nước vừa bay tạo bọt khí vừa bay mặt thống Tính chất:  Mỗi chất lỏng sôi nhiệt độ định Nhiệt độ gọi nhiệt độ sơi  Trong suốt thời gian sôi, nhiệt độ chất lỏng khơng thay đổi  Các chất khác có nhiệt độ sôi khác (bảng 1.1)  Áp suất cao nhiệt độ sơi cao  Áp suất thấp nhiệt độ sôi thấp  Nhiệt độ sôi nước (bảng 1.2) Vận dụng: Chế tạo nồi áp suất Biết tượng tự nhiên sau cao lại nấu thức ăn lâu chín 11 Bảng 1.1: Nhiệt độ sôi số chất: Chất Nhiệt độ sôi (oC) Chất Nhiệt độ sôi (oC) Ête 35 Thuỷ ngân 375 Rượu 80 Đồng 2580 Nước 100 Sắt 3050 Bảng 1.2: Nhiệt độ sôi nước: Ở mặt nước: I Có nước bay lên II Mặt nước bắt đầu xáo động III Mặt nước bắt đầu xáo động mạnh, nước bay lên nhiều A B C D Ở lịng nước: Các bọt khí bắt đầu xuất đáy bình Các bọt khí lên Nước reo Các bọt khí lên nhiều hơn, Nước sơi sùng sục 12 Chương 2: Dựng thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Bộ thí nghiệm: (hình 2.1) Hình 2.1: Bộ thí nghiệm sôi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Dụng cụ: Gồm: Nhiệt kế rượu Áp kế thuận tự làm Nồi nhôm chứa nước 13 Chi tiết công dụng dụng cụ: Hình 2.2: Nhiệt kế rượu Nhiệt kế rượu (hình 2.2): mua nhà sách công ty thiết bị trường học Dùng để đo nhiệt độ nước sơi (nhiệt độ lớn 100oC) 14 Hình 2.3: Áp kế thuận Áp kế thuận tự làm (hình 2.3): làm kim tiêm, thiết kế đơn giản Bên xị lo có độ cứng nhẹ miếng nhựa cao su chuyển động áp suất tăng Trên thân có đục vài lổ nhỏ tạo mức an toàn áp suất vượt mức cho phép áp kế bắt đầu xả khí Dùng đo áp suất tăng 15 Hình 2.4: Nồi nhơm đựng nước Nồi nhơm dựng nước (hình 2.4): thân nồi làm nhơm, cịn nắp làm thủy tinh chịu nhiệt Do độ an tồn cao nên sử dụng nồi nhơm khơng sử dụng bình thủy tinh phải chịu áp suất nhiệt độ cao, dùng bình thủy tinh cháy nổ quy hiểm Dùng để đun nước nóng 16 Hình 2.5: Lắp thí nghiệm Cách tiến hành thí nghiệm: Lắp thiết bị (như hình 2.5) Mở nắp nồi nhơm đựng nước đổ khoảng 1,5 lít nước vào nồi, dùng ron cố định nắp nồi với miệng nồi, không cho bay (ron lấy từ ruột xe đạp) Đem đun nóng, thấy nhiệt kế mức nhiệt độ từ 90 0C trở lên quan sát thấy miếng nhựa cao su áp kế bắt đầu di chuyển Nhiệt độ 100oC nước chưa sơi áp suất nồi cao nhiệt độ lớn 1000C áp suất nén tối đa vực mức cho phép áp kế bất đầu xả khí Quan sát nhiệt độ, áp kế nước nồi => Áp suất cao nhiệt độ sơi cao 17 Chương 3: Dựng thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất thấp áp suất bình thường khơng khí Bộ thí nghiệm: (hình 3.1) Hình 3.1: Bộ thí nghiệm sơi chất lỏng áp suất cao áp suất bình thường khơng khí Dụng cụ: Gồm: Nhiệt kế rượu Áp kế nghịch tự làm Dụng cụ rút khí (ống bơm xe đạp thiết kế lại) Lọ thủy tinh đựng nước 18 Chi tiết cơng dụng dụng cụ: Hình 3.2: Nhiệt kế rượu Nhiệt kế rượu (hình 3.2):có thể mua nhà sách công ty thiết bị trường học Dùng để đo nhiệt độ nước sôi (nhiệt độ lớn 100oC) 19 Hình 3.3: Áp kế nghịch Áp kế nghịch tự làm (hình 3.3): thiết kế giống áp suất thuận gắn ngược lại Làm kim tiêm gắn ngược Bên miếng cao su vạch, di chuyển xuống bị hút xuống => áp suất giảm, xo lo nhầm chặn miếng cao su không chạy thẳng xuống Dùng đo áp suất giảm 20 Hình 3.4: Dụng cụ rút khí Dụng cụ rút khí tự làm (hình 3.4): ống bơm xa đạp bình thường thiết kế lại, tháo hết van chiều ống bơm gắn van chiều khác có chức ngược lại (van làm từ vòi xe đạp) Dùng để rút khí bình thí nghiệm tạo áp suất thấp 21 Hình 3.5: Lọ thủy tinh đựng nước Lọ thủy tinh đựng nước (hình 3.5): mua cửa hàng thiết bị trường học, phải mua lọ thủy tinh có miệng dày, chịu nhiệt tốt tránh trường hợp đun nóng bị vỡ bình Dùng để đun sơi nước nóng 22 Hình 3.6: lắp thí nghiệm Cách tiến hành thí nghiệm: Lắp thiết bị (như hình 3.6) Đổ khoảng 300 ml nước vào lọ thủy tinh Dùng băng keo quấn ống nước quấn sơ nắp thí nghiệm, gắn nắp thật kín đem đun nóng vừa đun vừa dùng ống bơm rút khí liên tục, rút khí thấy bọt khí nước rút liên tục => áp suất bị hạ thấp Quan sát nhiệt kế nhiệt kế mức 90 oC nước bắt đầu sôi => áp suất thấp nhiệt độ sơi thấp 23 Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Phần kết luận: Tạo hai thí nghiệm sơi chật lỏng áp suất cao thấp áp suất bình thường khơng khí Khả ứng dụng kết nghiên cứu: giúp cho em học sinh THCS có nhìn tổng qt sơi chất lỏng Phần kiến nghị: - Do thời gian kinh phí hạn hẹp nên việc dựng thí nghiệm thực bước đầu, áp suất chỉ cao và thấp áp suất không khí bình thường mô ̣t ít Nếu có điều kiê ̣n có thể tạo thiết bị thí nghiê ̣m có áp suất khác biê ̣t lớn so với áp suất không khí bình thường - Nếu được tạo điều kiê ̣n có thể chế tạo bơm hút khí với hiê ̣u suất cao, có thể ứng dụng để tạo chân không nhiều thí nghiê ̣m vâ ̣t lý phổ thông khác 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Gia Thịnh (Chủ biên), Vật lí (tái lần thứ 10), Bộ Giáo dục Đào tạo - NXB Giáo dục Việt Nam, 2006 Tài liê ̣u Bài Giảng về Sự Sôi Vâ ̣t lí violet http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/6375912 http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/202632 Sự chuyển đổi pha của vâ ̣t chất http://Websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/supham/nhiethoc/ch5.htm Bài 38: Sự chuyển thể của các chất http://Thuvienvatly.com/ /Bai38.Su%20chuyen%20the%20cac%20chat.htm Nồi áp suất – Wikipedia tiếng viê ̣t http://vi.wikipedia.org/wiki.Nồi_áp_suất Vì núi cao nấu cơm không chín? – VnExpress http://Vnexpress.net/ /vi-sao-tren-nui-cao-nau-com-khong-chin-2036953.htm