2009年第11期

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教育

DI S 探究酒精燈火焰的溫度 姜俊 (江蘇常州市高級中學 2 1 3 0 0 3 )

摘要：采用最新的DIS實驗技術，利用高溫傳感器實時測量酒精燈火焰不同部位的溫度，為推斷酒精燈火焰三層溫度關系提供依據，為如何最高效的利用酒精燈火焰溫度提供有益參考。

關鍵詞

DI S 酒精燈火焰溫度高溫傳感器

l 問題 酒精燈是化學實驗中經常用到的加熱儀器。酒精燈的火焰可分為火焰核心、內焰和外焰三部分。火焰核心是我們觀察到的較暗的部分，內焰是最亮的部分，呈黃色，外焰比內焰更亮酒精燈火焰溫度，且常常飄忽不定。一般認為，酒精燈的火焰溫度在400-500℃左右，最高可達800℃，火焰核心、內焰、外焰溫度依次升高。理論依據是外焰燃燒充分，溫度最高。因此，在需要酒精燈加熱的實驗中，都會強調要用外焰加熱。多年來，無論是教科書還是相關手冊，都普遍認為酒精燈外焰溫度最高。教師在教學中也會毫不妥協(xié)地把這個知識傳遞給學生，大多數(shù)學生都能很好地掌握這個知識。 那么事實真的是這樣嗎？我們在初中學習化學的時候，做過一個實驗，用火柴對比蠟燭火焰各層溫度，通過觀察火柴不同部位碳化的速度，判斷火焰各層溫度，得出實驗結論：外焰溫度>內焰溫度>火焰核心溫度。傳統(tǒng)的中學化學實驗對這個問題通常采用定性研究。酒精燈火焰三層溫度分別是多少？火焰三層之間的溫度關系是怎樣的？酒精燈最高能達到多少溫度？這些都屬于定量研究的范疇，在傳統(tǒng)的中學化學實驗條件下很難開展。基于對這些問題的思考，筆者進行了實驗考察。為了準確、實時、快速、自動采集酒精燈火焰不同部位的多個溫度數(shù)據，本次實驗選用了先進的DIS實驗系統(tǒng)來完成。 DIS（數(shù)字信息系統(tǒng)）實驗即數(shù)字信息系統(tǒng)實驗，是由“傳感器+數(shù)據采集設備+實驗軟件包+計算機”組成的新型實驗系統(tǒng)。DIS實驗系統(tǒng)最根本的特點是

將實驗過程或現(xiàn)象轉化為可檢測的物理信號，再利用物理信號去反映或研究實驗的本質，也是科學研究中一個非常重要的“轉化”思想。DI S實驗系統(tǒng)的應用，使實驗從定性研究走向定量研究成為可能。

物質的溫度（如火焰溫度）。其敏感元件置于傳感器金屬探頭的頂端。其使用方法與溫度計相似。使用時，被測物質應與此點充分接觸。2.2研究思路

酒精燈三層火焰經常發(fā)生跳躍現(xiàn)象，無法用手握住高溫傳感器測量火焰溫度，需要用鐵夾夾住高溫傳感器；而測量火焰各部位的瞬時溫度意義不大，因此本實驗測量火焰各部位的平均溫度，實驗平行進行三次。測量從高溫傳感器探頭頂端與燈接觸的位置開始，通過調節(jié)升降臺的高度，改變高溫傳感器探頭頂端與燈芯的距離酒精燈火焰溫度，從而依次測量酒精燈火焰各部位的溫度。測量原理為：每次將升降臺高度降低5ITI+1TI，測量火焰每個高度60s內的平均溫度。 2.3 研究方案

(1)組裝實驗裝置，用數(shù)據線連接計算機、數(shù)據采集設備、高溫傳感器，如圖1所示。

圈1 購買及測試設備示意圖

2 勘探流程 2.1 勘探儀器

（2）打開FDISI ab V6.0實驗軟件系統(tǒng)，點擊“通用軟件”，系統(tǒng)自動識別所連接的傳感器并顯示當前溫度值。將室溫值記錄于表1中。點擊實驗軟件上方的“計算表”圖標，在“自動記錄”欄中選擇間隔為2s。

朗威DI SI ab 6.0數(shù)據采集器，高溫傳感器，電腦，鋼尺，鐵架，鐵夾，升降臺，酒精燈，火柴。高溫傳感器：量程0~1200℃，分度1℃，由溫度探頭和傳感器電路組成。由于金屬探頭采用優(yōu)質不銹鋼制成，因此可直接使用高溫傳感器測量高溫。

（3）通過調節(jié)升降臺旋鈕調整酒精燈高度，使酒精燈燈芯緊貼高溫傳感器探頭頂端。點燃酒精燈，待火焰穩(wěn)定后，點擊“自動記錄”欄中的“開始”采集溫度數(shù)據。采集時間達到60秒后，點擊