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1、利用数字化设备研究汽车尾气对环境的影响 摘要：汽车已经进入了平民百姓家，给人带来了方便。但是汽车尾气对环境的影响日益显现出来，最为严重地表现在温室效应、酸雨。经过学生的实验结果显示汽车尾气所造成的温室效应一年四季中 夏天最为严重；汽车尾气通入蒸馏水溶液能够使溶液的 pH 达到 5.36，小于了 pH 为 5.6 的界限；巧妙的实验探究，让人们真实的意识到污染就在我们身边，汽车尾气对于环境的危害很大，让学生自觉从点滴做起，从自我做起，从而达到保护环境、保护资源的设计教育目的。关键词：汽车尾气，环境，温室效应，酸雨，数字化。 正文：随着人们生活水平的提高，汽车这种代步工具成为了我们的必需品。人们越
2、来越清醒地认识到，汽车 在给人们带来方便的同时，它也对我们的环境造成一定的影响。它对环境的影响主要表现在温室效应、酸雨等几个方面。下面我将要带领着我的学生对这三个方面的问题进行科学探究。一、数字化探究汽车尾气对于温室效应的影响：图一：温室效应造成的危害的图片全球气候都在变暖，两极的冰川逐渐融化、海平面上升、沙漠化加剧等等，都是温室效应导致的，造 成温室效应的气体有水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、大部分的制冷剂等很多种，但是近几年含量 变化最大的是“二氧化碳”，化石燃料的燃烧所产生的量最为巨大，汽车就是以石油产品中的汽油为燃料 产生动力的，所以，汽车尾气中二氧化碳含量可想而知，对于温室效应的
3、贡献不言而喻。但是这些仅仅是 一些推测，到底汽车尾气中含有多少的二氧化碳？汽车尾气所产生的温室效应到底有多大？对于一年四季 的 影 响 哪 个 季 节 更 大 ？ 这 些 都 无 从 知 道 ？ 下 边 我 们 将 要 用 数 字 化 科 学 探 究 仪 器 进 行 实 验 。图二：学生在进行汽车尾气的收集温度的测量6为了尽可能减少学生收集汽车尾气可能对身体造成的伤害，让学生带上呼吸面具。然后取一个干净的 集气瓶放在开启汽车发动机的排气管口，收集一瓶汽车尾气，然后塞上带有温度传感器的橡皮塞，同时用 一瓶干净的空气作对照试验。先把收集到的两种气体放置在室外一个小时后，拿到室内利用数字化系统进行温
4、度检测，检测结果显 示，盛有汽车尾气的集气瓶内的温度为 10.662，空气对照瓶的温度为 10.197，很显然，盛有汽车尾气 的温度较高，两者的温差为 10.66210.197=0.465，现在的季节是在冬季，如果是在夏季，汽车尾 气对于温度的影响会是什么样的呢？带着疑问我们有设计了下面的试验。我找来一个 100 瓦的灯泡，通上电源，悬挂在通风厨内，把两个带有标签的集气瓶等距离放在白炽灯 泡两边。我们把灯泡当做夏天的太阳，对两个集气瓶经行烘烤，4个小时后，再进行温度的数据读取。图三：学生在进行汽车尾气和空气的模拟夏季烘烤以及温度的测量此时两个集气瓶中的温度都明显升高，其中盛有汽车尾气的集气瓶内
5、的温度为 15.699，空气对照瓶 的温度为 14.838，两个集气瓶中的温差是 15.69914.838=0.861，温差增大。可见，汽车尾气能 够引起的气温升高，对于温室效应的影响，一年四季中夏季更加明显。0.8610.465图四：对于冬季温差和模拟夏季温差进行图表对比反思，为什么汽车尾气会对温室效应产生如此巨大的影响？是否是汽车尾气中二氧化碳的浓度浓度很 高？到底能达到多高？下边分别检测空气中氧气浓度、二氧化碳的浓度以及汽车尾气中二氧化碳的浓度、 氧气浓度。图五：学生对于室外空气进行氧气和二氧化碳的浓度测量图六：学生对于汽车尾气进行二氧化碳和氧气的浓度测量利用数字化设备测得室外空气中氧气
6、浓度为 21.68%，二氧化碳的浓度为 326ppm（ppm 为百万分之一， 相当于 0.0326%），汽车尾气中氧气浓度为 10.77%，二氧化碳的浓度为 27774ppm（相当于 2.78%）。分析 数据可知氧气浓度将为原来的一半，汽车尾气中的二氧化碳的浓度是空气中二氧化碳的浓度的 85.2 倍。由此可见，产生温室效应的直接证据是，二氧化碳的浓度的提高。同时我们也发现，汽车对于汽油这种不可再生资源的消耗，也是一个很严峻的问题。21.6810.770.0362图七：对于学生测量的汽车尾气和空气中进行二氧化碳和氧气的浓度进行图表对比2.78二、数字化探究汽车尾气对于酸雨的影响：图八：有关酸雨危
7、害的图片目前酸雨已经是一个全球性的环境问题，酸雨对环境的危害很大，首先酸雨可导致土壤酸化，造成土 壤中的营养元素流失，从而使土壤变得贫瘠；有害重金属被溶出，污染水体、在水生生物体内富集，水体 的酸性增强不利于生态系统平衡。然后酸雨对陆上植物的根、茎、叶的生长都会造成不利的影响。更重要 的是酸雨还对金属、石料、水泥、木材等建筑材料均有很强的腐蚀作用，对高楼大厦、桥梁、古建筑文物 和石雕艺术品等造成严重腐蚀和损坏。导致酸雨产生的因素很多，火山喷发产生的气体、汽车尾气、工厂废气等，我国的酸雨主要是因大量 燃烧含硫量高的煤而形成的，此外各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。酸雨指的是 pH 值小
8、 于 5.6 的雨水，含硫的化石燃料燃烧时，会产生二氧化硫，在闪电、高温（比如机动车的高温气缸或者锅 炉炉膛内）的条件下氮气可以与氧气反应生成氮氧化物，酸雨的形成主要是二氧化硫以及氮氧化物与雨水 反应形成亚硫酸、硫酸、亚硝酸、硝酸所导致的。汽车尾气是否真的是形成酸雨的一个原因？带着疑问我们进行了下面的科学探究。图九：学生在进行蒸馏水的pH测量图十：学生在把汽车尾气通入蒸馏水图十一：学生对通入汽车尾气的蒸馏水进行pH测量首先打开数字化检测系统，取一瓶蒸馏水先用 pH 传感器进行检测，测得蒸馏水的 PH 值为 7.296，然 后用一个由漏斗、胶管、玻璃管组成的导管，把汽车尾气导入蒸馏水瓶，通汽车尾
9、气大约 10 分钟左右， 最后，再进行数字化检测，溶液的 PH 降为 5.361，pH 值已经小于 5.6。从数字化探究实验的角度，测得了 溶液已经打到了酸雨的标准。图十二：学生把呼出的气体通入蒸馏水并且进行pH测量二氧化碳与水反应能够生成碳酸，也会使正常的雨水显酸性，碳酸的 pH 值最低能够达到多少呢？下 面我的学生又做了如下的实验。让学生通过一根干净的玻璃管，向盛由蒸馏水的试管内吹气，呼出的二氧 化碳与水反应生成碳酸，反复吹气 10 分钟以上，再进行检测溶液的 pH 值，最后测得溶液的 pH 为 6.27。 可见，国际上规定 pH 值小于 5.6 的雨水才算酸雨是有一定道理的。7.296图十三：对于学生测量的液体的pH进行图表对比6.2735.361从以上两个方面的科学实验探究，很明显看出，汽车尾气确实对温室效应、酸雨等环境问题有影响，对于国家相关部门来说，应该开发更加方便、环保、实用的新能源；对于汽车企业来说技术攻关让 汽车把燃料充分利用，在把尾气排到空气之前，已经把有害的物质进行了转化、过滤，把尾气处理催化剂 定期免费更换，使汽车尽量减少产生对环境有害的物质；对于我们来说尽可能绿色出行，少开汽车，拒绝 黄标车，让我们每个人都对我们自己的生存环境负责，对我们自己的健康负责，为拯救蓝天白云、鸟语花香、资源丰富的地球作出自己的贡献。
利用数字化设备研究汽车尾气对环境的影响
