利用數字化設備研究汽車尾氣對環(huán)境的影響

1、利用數字化設備研究汽車尾氣對環(huán)境的影響 摘要：汽車已經進入了平民百姓家，給人帶來了方便。但是汽車尾氣對環(huán)境的影響日益顯現出來，最為嚴重地表現在溫室效應、酸雨。經過學生的實驗結果顯示汽車尾氣所造成的溫室效應一年四季中 夏天最為嚴重；汽車尾氣通入蒸餾水溶液能夠使溶液的 ph 達到 5.36，小于了 ph 為 5.6 的界限；巧妙的實驗探究，讓人們真實的意識到污染就在我們身邊，汽車尾氣對于環(huán)境的危害很大，讓學生自覺從點滴做起，從自我做起，從而達到保護環(huán)境、保護資源的設計教育目的。關鍵詞：汽車尾氣，環(huán)境，溫室效應，酸雨，數字化。 正文：隨著人們生活水平的提高，汽車這種代步工具成為了我們的必需品。人們越

2、來越清醒地認識到，汽車 在給人們帶來方便的同時，它也對我們的環(huán)境造成一定的影響。它對環(huán)境的影響主要表現在溫室效應、酸雨等幾個方面。下面我將要帶領著我的學生對這三個方面的問題進行科學探究。一、數字化探究汽車尾氣對于溫室效應的影響：圖一：溫室效應造成的危害的圖片全球氣候都在變暖，兩極的冰川逐漸融化、海平面上升、沙漠化加劇等等，都是溫室效應導致的，造 成溫室效應的氣體有水蒸氣、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、大部分的制冷劑等很多種，但是近幾年含量 變化最大的是“二氧化碳”，化石燃料的燃燒所產生的量最為巨大，汽車就是以石油產品中的汽油為燃料 產生動力的，所以，汽車尾氣中二氧化碳含量可想而知，對于溫室效應的

3、貢獻不言而喻。但是這些僅僅是 一些推測，到底汽車尾氣中含有多少的二氧化碳？汽車尾氣所產生的溫室效應到底有多大？對于一年四季 的 影 響 哪 個 季 節(jié) 更 大 ？ 這 些 都 無 從 知 道 ？ 下 邊 我 們 將 要 用 數 字 化 科 學 探 究 儀 器 進 行 實 驗 。圖二：學生在進行汽車尾氣的收集溫度的測量為了盡可能減少學生收集汽車尾氣可能對身體造成的傷害，讓學生帶上呼吸面具。然后取一個干凈的 集氣瓶放在開啟汽車發(fā)動機的排氣管口，收集一瓶汽車尾氣，然后塞上帶有溫度傳感器的橡皮塞，同時用 一瓶干凈的空氣作對照試驗。先把收集到的兩種氣體放置在室外一個小時后，拿到室內利用數字化系統進行溫度

4、檢測，檢測結果顯 示，盛有汽車尾氣的集氣瓶內的溫度為 10.662，空氣對照瓶的溫度為 10.197，很顯然，盛有汽車尾氣 的溫度較高，兩者的溫差為 10.66210.197=0.465，現在的季節(jié)是在冬季，如果是在夏季，汽車尾 氣對于溫度的影響會是什么樣的呢？帶著疑問我們有設計了下面的試驗。我找來一個 100 瓦的燈泡，通上電源，懸掛在通風廚內，把兩個帶有標簽的集氣瓶等距離放在白熾燈 泡兩邊。我們把燈泡當做夏天的太陽，對兩個集氣瓶經行烘烤，4個小時后，再進行溫度的數據讀取。圖三：學生在進行汽車尾氣和空氣的模擬夏季烘烤以及溫度的測量此時兩個集氣瓶中的溫度都明顯升高，其中盛有汽車尾氣的集氣瓶內的

5、溫度為 15.699，空氣對照瓶 的溫度為 14.838，兩個集氣瓶中的溫差是 15.69914.838=0.861，溫差增大?？梢?，汽車尾氣能 夠引起的氣溫升高，對于溫室效應的影響，一年四季中夏季更加明顯。0.8610.465圖四：對于冬季溫差和模擬夏季溫差進行圖表對比反思，為什么汽車尾氣會對溫室效應產生如此巨大的影響？是否是汽車尾氣中二氧化碳的濃度濃度很 高？到底能達到多高？下邊分別檢測空氣中氧氣濃度、二氧化碳的濃度以及汽車尾氣中二氧化碳的濃度、 氧氣濃度。圖五：學生對于室外空氣進行氧氣和二氧化碳的濃度測量圖六：學生對于汽車尾氣進行二氧化碳和氧氣的濃度測量利用數字化設備測得室外空氣中氧氣濃

6、度為 21.68%，二氧化碳的濃度為 326ppm（ppm 為百萬分之一， 相當于 0.0326%），汽車尾氣中氧氣濃度為 10.77%，二氧化碳的濃度為 27774ppm（相當于 2.78%）。分析 數據可知氧氣濃度將為原來的一半，汽車尾氣中的二氧化碳的濃度是空氣中二氧化碳的濃度的 85.2 倍。由此可見，產生溫室效應的直接證據是，二氧化碳的濃度的提高。同時我們也發(fā)現，汽車對于汽油這種不可再生資源的消耗，也是一個很嚴峻的問題。0.0362圖七：對于學生測量的汽車尾氣和空氣中進行二氧化碳和氧氣的濃度進行圖表對比2.78二、數字化探究汽車尾氣對于酸雨的影響：圖八：有關酸雨危害的圖片目前酸雨已經是

7、一個全球性的環(huán)境問題，酸雨對環(huán)境的危害很大，首先酸雨可導致土壤酸化，造成土 壤中的營養(yǎng)元素流失，從而使土壤變得貧瘠；有害重金屬被溶出，污染水體、在水生生物體內富集，水體 的酸性增強不利于生態(tài)系統平衡。然后酸雨對陸上植物的根、莖、葉的生長都會造成不利的影響。更重要 的是酸雨還對金屬、石料、水泥、木材等建筑材料均有很強的腐蝕作用，對高樓大廈、橋梁、古建筑文物 和石雕藝術品等造成嚴重腐蝕和損壞。導致酸雨產生的因素很多，火山噴發(fā)產生的氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等，我國的酸雨主要是因大量 燃燒含硫量高的煤而形成的，此外各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。酸雨指的是 ph 值小 于 5.6 的雨水，

8、含硫的化石燃料燃燒時，會產生二氧化硫，在閃電、高溫（比如機動車的高溫氣缸或者鍋 爐爐膛內）的條件下氮氣可以與氧氣反應生成氮氧化物，酸雨的形成主要是二氧化硫以及氮氧化物與雨水 反應形成亞硫酸、硫酸、亞硝酸、硝酸所導致的。汽車尾氣是否真的是形成酸雨的一個原因？帶著疑問我們進行了下面的科學探究。圖九：學生在進行蒸餾水的ph測量圖十：學生在把汽車尾氣通入蒸餾水圖十一：學生對通入汽車尾氣的蒸餾水進行ph測量首先打開數字化檢測系統，取一瓶蒸餾水先用 ph 傳感器進行檢測，測得蒸餾水的 ph 值為 7.296，然 后用一個由漏斗、膠管、玻璃管組成的導管，把汽車尾氣導入蒸餾水瓶，通汽車尾氣大約 10 分鐘左右

9、， 最后，再進行數字化檢測，溶液的 ph 降為 5.361，ph 值已經小于 5.6。從數字化探究實驗的角度，測得了 溶液已經打到了酸雨的標準。圖十二：學生把呼出的氣體通入蒸餾水并且進行ph測量二氧化碳與水反應能夠生成碳酸，也會使正常的雨水顯酸性，碳酸的 ph 值最低能夠達到多少呢？下 面我的學生又做了如下的實驗。讓學生通過一根干凈的玻璃管，向盛由蒸餾水的試管內吹氣，呼出的二氧 化碳與水反應生成碳酸，反復吹氣 10 分鐘以上，再進行檢測溶液的 ph 值，最后測得溶液的 ph 為 6.27。 可見，國際上規(guī)定 ph 值小于 5.6 的雨水才算酸雨是有一定道理的。7.296圖十三：對于學生測量的液體的ph進行圖表對比6.2735.361從以上兩個方面的科學實驗探究，很明顯看出，汽車尾氣確實對溫室效應、酸雨等環(huán)境問題有影響，對于國家相關部門來說，應該開發(fā)更加方便、環(huán)保、實用的新能源；對于汽車企業(yè)來說技術攻關讓 汽車把燃料充分利用