喷泉实验创新PowerPoint 演示文稿

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1)假设管内被封住的气体为理想气体,进人管内流体为理想流体,且 与管壁之间无摩擦； 2)假设热水与管内密封空气传热很快,空气的温度迅速达到与热水 相同的温度； 3)假设空气被瞬间加热的同时体积不变； 4)尖嘴距管路开始变化的高度很小,其位能变化对于整体能量变化 影响很小,可以忽略。
对热水喷泉பைடு நூலகம்象相关影响因素的探究
热水喷泉实验
用热水部分装填莫尔吸量管，然后用大拇指盖住 其上端并立即倒置,可观察到从尖部喷出的水喷泉。
可以研究决定水喷泉高度的变量,并改变它们以获 得喷泉最大的高度.
实验探究
在实验条件方面,基于生活中常见的现象进行 合理假设与推演得到热水喷泉的现象进行系统理 论解释。受实验条件限制,实验过程中采用的是 恒温水杯保温水的方法,采用人工实验操作。
为尽量避免或减少人为因素对实验结果的干 扰，采取了同一组实验相同实验条件多次测量取 其平均值的方法.
实验装置
实验主要用到的器材包括：直刻度尺、保温水杯、背景黑板(绿色) 、注射器、莫尔吸量管、操作台等。实验采用视频录制后期分析的方法 记录实验数据，并将所得的数据制成表格.。
为更好地简化问题建立模型,作如下假设:
事先做了几组预实验,大致确认热水温度在40 ℃以上,温 度梯度在10℃左右,喷泉效果最好，实验中共有3个变量:热 水温度t、吸量管直径D和热水体积V。采用控制变量法 （1）首先控制热水温度t和热水体积V不变,讨论吸量管直 径D对于啧泉高度H的影响； （2）控制吸量管直径D和热水温度t不变,探讨热水体积V对 于喷泉高度H的影响； （3）再控制吸量管直径D和热水体积V不变，探讨热水温 度t对于喷泉高度H的影响。

喷泉实验
溶液和器材 1二氧化碳制造装置一组 2碳酸钙粉末若干 3 足量稀盐酸 4500 ml圆底烧瓶 5火柴一盒 6 酚酞溶液一瓶 7含铁环的铁架一组 8软木塞一个（中间有一个孔） 9橡皮管 10足量氢氧化钠溶液 11吸量管一支（容量约5或10mL
示范步骤 1利用二氧化碳制造装置制造并收集二 氧化碳，装置内加入碳酸钙粉末，滴 加稀盐酸，收集产生的二氧化碳，如 右图所示。 2用点燃的火柴，检验二氧化碳是否充 满圆底烧瓶。如果二氧化碳充满烧瓶 ，点燃的火柴接近瓶口时，火柴会熄 灭，如右图所示。
3待确定二氧化碳已收集完毕，迅 速倒入20mL的 氢氧化钠溶液，用 插好一吸量管（不含吸球但接一 橡皮管，橡皮管上用一节气流夹 住）的软木塞紧塞住，摇晃约20 下后，倒置于铁架的铁环上，如 右图所示。
4在铁环下置一大烧杯，并装满水， 滴加几滴 节气流打开，观察有何现象发生？如 右图所示。
结束

希罗喷泉的特殊之处
利用水压和重力原理，实现水的自 动循环
喷泉底部设有水轮，通过水流推动 水轮转动，实现水的自动循环
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喷泉设计独特，水流从顶部喷出， 形成美丽的水柱
喷泉设计巧妙，水流从顶部喷出， 形成美丽的水柱，同时水轮转动， 实现水的自动循环
Part Four
希罗喷泉的制作材 料
调试和运行
检查喷泉 的各个部 件是否安 装正确， 确保没有 遗漏或损 坏
打开电源， 检查喷泉 的运行情 况，确保 水流正常
调整喷泉 的水压和 水量，确 保水流稳 定，不会 造成损坏
检查喷泉 的灯光效 果，确保 灯光亮度 和颜色符 合设计要 求
检查喷泉 的音乐效 果，确保 音乐播放 正常，与 喷泉的运 行同步
定期更换水泵和喷泉头
定期更换水泵和喷泉头，确 保其正常工作
定期清洗水泵和喷泉头，保 持清洁
定期检查水泵和喷泉头的运 行情况
定期检查水泵和喷泉头的密 封情况，防止漏水
保持水源清洁和充足
定期清洗喷泉池，保持水质清洁 检查喷泵和管道，确保水流畅通 定期更换过滤系统，保证水质纯净 定期检查喷泉水位，确保水源充足
连接管道，确保密封性良好
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切割管道，确保尺寸准确
添加标题
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安装阀门和过滤器，确保水流畅通 无阻
安装喷泉头和水泵
准备材料：喷泉头、水泵、水 管、电源线等
安装喷泉头：将喷泉头固定在 水池底部，确保稳固
安装水泵：将水泵放置在水池 底部，连接水管和水泵
连接电源：将电源线连接到水 泵，确保安全使用
商业场所和酒店等高端场所
商业场所：购物中 心、商业街、写字 楼等

三、写驱动负载的程序，根据时序图中各负载上升沿和下降沿的变化，上升沿表示是负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载
断开，用相应的常闭触点，在一个周期中负载有多次接通时，用各路触点并联。
一、根据时序图中各负载发生的变化，定下要用定时器的编号和各定时器要延时的时间。
❖ 2、I/O接线图 一、根时序图中各负载发生的变化，定下要用定时器的编号和各定时器要延时的时间。
断一开、， 根用据相时应序的图常中闭各触负点载，发在生一的个变周化期，中定负下载要有用多定次时接器通的时编，号用和Y各各1路定触时点器并要联延。时的时间。
KM2
三、写驱动负载的程序，根据时序图中各负载上升沿和下降沿的变化，上升沿表示是负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载
断三开、， 写用驱相动应负的载常的闭程触序点，，根在据一时个序周图期中中各负负载载有上多升次沿接和通下时降，沿用的各变路化触，点上K并升M联沿3。表示是负载要接通，用相应C的组常开灯触接点触，下器降沿表示负载
输 入 输 出 分析：这是一个关于时序 循环的问题，这一类的问题很多，其编程有一定的规律，掌握这个规律，编程就会很容易。
三、写驱动负载的程序，根据时序图中各负载上升沿和下降沿的变化，上升沿表示是负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载
断开，用相应的常闭触点，在一个周期中负载有多次接通时，用各路触点并联。
断开，用相应的常闭触点，在一个周期中负载有多次接通时，用Y各2路触点并联。
KM2
二、由于各定时器是按先后顺序接通的，所以要用前一个定时器的触点接通后一个定时器的线圈，再用最后一个定时器的触点去断开最
前三一、个 写定驱时动器负的载线的圈程，序这，样根就据完时成序了图定中时各器负的载循上环升C计沿O时和M。下降C沿O的M变1化，上升沿表示电是源负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载

102.人生过程的景观一直在变化， 向前跨 进，就 看到与 初始不 同的景 观，再 上前去 ，又是 另一番 新的气 候―― 。[叔本 华]
103.为何我们如此汲汲于名利，如 果一个 人和他 的同伴 保持不 一样的 速度， 或许他 耳中听 到的是 不同的 旋律， 让他随 他所听 到的旋 律走， 无论快 慢或远 近。― ―[梭罗]
106.休息并非无所事事，夏日炎炎 时躺在 树底下 的草地 ，听着 潺潺的 水声， 看着飘 过的白 云，亦 非浪费 时间。 ――[约 翰·罗伯 克]
107.没有人会只因年龄而衰老，我 们是因 放弃我 们的理 想而衰 老。年 龄会使 皮肤老 化，而 放弃热 情却会 使灵魂 老化。 ――[撒 母耳·厄 尔曼]
答案 （1）取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOH溶 液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是 正确的 如果加入足量的NaOH溶液后不能恢复红色， 则说明乙同学的推测是正确的 （2）不合理 KMnO4 溶液可与橡胶塞反应，也 不能盛放在倒置的胶头滴管中
（3）（其他合理答案也可）
2 ． 制 取 氨 气 并 完 成 喷 泉 实 验 (图 中 夹 持 装 置 均 已 略 去 )。
这种方法产生喷泉的原理是:
。
②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽
中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生
喷泉。水槽中加入的物质可以是
（）
A.浓硫酸 B.食盐 C.硝酸钾 D.硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是:
。
③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来
分析，图甲
上部烧瓶内气体压强；图乙
A.HCl和H2O C.NH3和H2O
B.O2和H2O D.CO2和NaOH溶液
（2）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设

想一想
1、若A为HCL，B可以
选择哪些溶液？
2、若B为H2O，A可以 选择哪些气体？ 3、若B为NaOH溶液， A可以选择哪些气体？
常见气体在常温常压下的溶解度： 难溶气体： N2（1:0.02） H2（1:0.02） 微溶气体： O2（1:0.2） 可溶气体： Cl2（1:2） H2S（1:2.6）
喷泉实验
【实验装置】 现象
图7-89 Байду номын сангаас气在水中的溶解
【实验步骤】 1. 按图7-89组装仪器。 2. 在干燥的圆底烧瓶里集满氨气， 用带有玻璃管和滴管(滴管里预先 吸入水)的塞子塞紧瓶口。 3. 立即倒置烧瓶，将玻璃管放进盛 4. 有酚酞溶液的烧杯里。
4. 挤压滴管的胶头，使少量水进入 烧瓶后，打开止水夹。观察现象。 片刻烧杯里的溶液即由玻璃管喷 入烧瓶，形成美丽的喷泉。
改进Ⅴ 教材中的喷泉实验在做滴管吸水操作时 很不方便，且不易吸满，当滴管倒立时， 水有可能倒流入胶头中，当做挤压操作 时，胶头中的水不易喷入烧瓶中，为避 免这一操作的失败，可将原直滴管改为 曲滴管(如图7-94所示)，操作时可在胶头 端加入水，实验时挤压胶头，水会非常 容易地进入烧瓶中。
图7-94
例题 2
如图装置，实验前a、b、 c 止水夹均关闭。 （1）若要在该装置中产 生喷烟现象，其操作方 法是什么？ （2）若要在该装置中产 生双喷泉现象，其操作 方法是 什么？
增大烧瓶外压强的喷泉实验
可以迅速反应产生 大量气体的物质
例题 3
如图装置，在锥形瓶外放一 水槽，瓶中加入酒精（易挥发） 水槽中加入冰水后，再加入足量 的下列物质，结果也产生了喷泉， 水槽中加入的物质可以是 A、浓硫酸 A B、食盐 C、硝酸钾 D、硫酸铜

从喷头喷出，形成水柱。
喷头
喷头是喷泉的出口，其形状和样式 决定了喷泉的外观和效果。常见的 喷头有旋转喷头、散射喷头、造型 喷头等。
水管
水管用于连接喷泉泵和喷头，起到 输送水的作用。为了确保水流畅通 ，需要选择质量好的水管。
喷泉装饰材料
彩灯
彩灯能够为喷泉增添色彩和气氛 ，通过不同颜色的灯光，可以创
造出梦幻的效果。
05 希罗喷泉维护保养
定期清洗
定期清洗希罗喷泉的各个部分，包括喷头、水池、水泵等，以保持其外观和性能。
使用适当的清洁剂和工具，按照制造商的推荐进行清洗，并确保不会对喷泉造成损 害。
清洗过程中应注意安全，避免使用过于激烈的清洁方法，以免损坏喷泉的部件。
检查维修
定期检查希罗喷泉的各个部件， 包括电线、水管、水泵等，以确
喷泉发展史
古希腊罗马时期
古希腊罗马时期是喷泉艺术的鼎盛时 期，喷泉设计精美，功能多样，成为 公共场所的重要景观。
中世纪到文艺复兴时期
随着城市的发展和文化的复兴，喷泉 在欧洲中世纪和文艺复兴时期再次兴 起，成为城市规划和建筑设计中不可 或缺的元素。
希罗喷泉特点
独特设计
希罗喷泉以其独特的设计和精美的雕 刻而闻名，喷泉中心是一个巨大的海 神雕像，周围环绕着众多小雕像和喷 泉口。
材。
02
清洁工具
为了保持喷泉的清洁和美观，需要准备清洁工具，如刷子、海绵、布等
。
03
电源和水源
为了给喷泉泵和彩灯提供动力和供水，需要准备电源和水源。电源需要
选择合适的电压和插头类型，水源需要保证水质清洁和充足的水量。
03 希罗喷泉制作工艺
喷泉主体制作工艺
01
02
03

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2020/1/2
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仪征市第二中学 雎婷
1
2
3
一、喷泉实验原理的探究
喷泉实验再现
1、引发喷泉的原因是什么 2、“喷泉”的形成条件是什 么
4
引发喷泉的原因：减少烧瓶内气体的物质的量， 从而使内压小于外压。
练习I:下表中哪些组合可以做“喷泉实 验”? ABDE
ABC D
E
烧瓶内气体 HCl NH3 Cl2 CO2 SO2 待挤入的液体 水 水 水 NaOH NaOH
漏斗内的水面高出试管内的水面。
（2）关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下 滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？（填“漏 气”、“不漏气”或“无法确定”_无___法__确__定_，判断理由： _由__于_分__液__漏_斗__和__烧_瓶__间__有_橡__皮__管_相__连__，_使__分__液_漏__斗__中_液__面__上__方_和__烧瓶中液面上
②通过漏斗向密闭容器内加水，水占领一定空间使 容器内气体压强变大。现象是使加水的漏斗颈中的 水被下方的气体“托住”，形成一段稳定的液柱。
③往装置中吹气，形成一段稳定的液柱，然后关闭 活塞，一段时间后，水柱不下落。
17
练习：（2004年全国高考理综试题） 根据下图及描述回答下列问题： （1）关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入 一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？ （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）___不__漏__气___，判 断理由____由__于__不_漏__气__，_加__水__后_试__管__内_气__体__体_积__减__小_，导致压强增大，长颈
如何在b管中充满与大气压强相等的干燥nh引发引发喷泉的原因喷泉的原因喷泉喷泉形成的条件形成的条件影响气体在水影响气体在水中溶解性的因素中溶解性的因素气体的性质气体的性质压强差压强差温度温度压强压强利用压强差利用压强差避免压强差避免压强差探究探究延伸延伸延伸延伸影响气体在水中溶解性大小的因素

能进行喷泉实验的 物质通常有以下几组：
气体（a） 液体（b） 液体（c） 实验原理
NH3
HCl CO2 SO2 Cl2 NO2
水
水 NaOH溶液 NaOH溶液 NaOH溶液
水
水 NaOH溶液 NaOH溶液 NaOH溶液
NH3溶解度为1：700
HCl溶解度为1：500 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO（不能充 满）
六、喷泉原理的迁移拓展：
如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。 若挤压滴管胶头，使液体Y滴入锥形瓶中，振荡，过 一会儿，可见小气球a鼓胀起来。气体X和液体Y不可 C 能是（ ）
X A NH3 H2O Y
B
C D
SO2
CO2 HCl
NaOH溶液
6mol/L H2SO4溶液 6mol/L Na2SO4溶液
五、关于生成物浓度的计算拓展：
同温同压下两个等体积的干燥烧瓶中分别 充满①NH3②NO2，进行喷泉实验，经充分反 应后烧内溶液的物质的量浓度为 （ C ） （A）①＜② （B）①＞② （C）①＝② （D）无法确定
分析：①设烧瓶的体积为VL，则充满NH3 后气体
的物质的量为 mol。发生喷泉现象后，烧瓶将 充满溶有NH3的溶液，即溶液的体积为VL，所以 烧瓶内溶液的物质的量浓度为 mol/L。 ②设烧瓶的体积为VL，则充满NO2后气体的 物质的量为 mol。发生如下反应： 3NO2+2H2O=2HNO3+NO，反应后生成HNO3的物 质的量为 mol。由于剩余 L气体，所以烧瓶中 溶液的体积为 L，因此烧瓶内溶液的物质的量浓 度也为 mol/L。所以答案选（C）。

③拔出导管b，可乐瓶 中水面回落，广口瓶中 水面上升。打开止水夹a， 立即在导管口处点燃， 可看到淡蓝色火焰。证 明生成气体是H2。
操作及现象
①取两个蒸馏烧 瓶，切断支管，留 5cm左右，在烧瓶中 分别集满氨气和氯 化氢气，如图连接 好装置。水槽中装 入水，滴加几滴紫 色石蕊试液。
②打开止水夹a， 可以看到有白烟生 成。烧瓶内压强降 低。
点击画面看视频
• 热捂与冷敷最好根据气温而定，一般气温较高时用冷 敷效果较好，气温较低时用热捂效果较好。
另类喷泉实验
• 1 敞口喷泉
操作及现象
①如图连接好装置， 广口瓶中加水至与橡皮 塞接触处，滴入几滴酚 酞试液，橡皮塞上固定 一根拉直的回形针，针 上扎入比黄豆粒略大的 金属钠。
③迅速塞上橡皮塞， 可看到钠跟水剧烈反应， 熔化成光亮的小球，在 水面四处游动，可乐瓶 中形成红色喷泉。酚肽 遇溶液变红。
喷泉实验
实验原理
• 喷泉形成的原因，是由于烧瓶内的气体 溶于水后，导致瓶内压强的骤减，与外 界大气压强产生很大的压强差所致。
• 气体体积迅速减小是导致压强骤减的直 接原因，这是设计喷泉实验的根本所在 。
• 以上实验分别利用外压、气压、水压使
环境a与环境 b的压强之差△P＝P（环境a
）－P（环境b）≥液gh ，从而产生了喷
泉现象。
取100mL塑料瓶一个， 橡皮塞一个，带尖嘴的玻璃 直导管一根，玻璃直角导管 一根，100mL大针筒一个， 盛满水的烧杯一个。实验时， 用100mL大针筒抽取塑料瓶 中的空气，就可以看到喷泉 现象。
• 在化学实验中根据不同气体的物理性质 和化学性质可以设计不同的低压喷泉实 验。举例如下：
点击画面看视频
• 方法（二）：采用热捂塑料瓶的办法，用热毛巾加 热塑料瓶中的氨气，由于热胀冷缩，一部分氨气溶 于水，移开热毛巾冷却，由于 P外部大气压P瓶内气，压 便 在塑料瓶中看到喷泉现象。

六、喷泉原理的迁移拓展：
如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。 若挤压滴管胶头，使液体Y滴入锥形瓶中，振荡，过 一会儿，可见小气球a鼓胀起来。气体X和液体Y不可 C 能是（ ）
X A NH3 H2O Y
B
C D
SO2
CO2 HCl
NaOH溶液
6mol/L H2SO4溶液 6mol/L Na2SO4溶液
五、关于生成物浓度的计算拓展：
同温同压下两个等体积的干燥烧瓶中分别 充满①NH3②NO2，进行喷泉实验，经充分反 应后烧内溶液的物质的量浓度为 （ C ） （A）①＜② （B）①＞② （C）①＝② （D）无法确定
分析：①设烧瓶的体积为VL，则充满NH3 后气体
的物质的量为 mol。发生喷泉现象后，烧瓶将 充满溶有NH3的溶液，即溶液的体积为VL，所以 烧瓶内溶液的物质的量浓度为 mol/L。 ②设烧瓶的体积为VL，则充满NO2后气体的 物质的量为 mol。发生如下反应： 3NO2+2H2O=2HNO3+NO，反应后生成HNO3的物 质的量为 mol。由于剩余 L气体，所以烧瓶中 溶液的体积为 L，因此烧瓶内溶液的物质的量浓 度也为 mol/L。所以答案选（C）。
止水夹
水
水
一、根据实验装置和条件拓展：
说明如图所示的装置引发喷泉的方法。
（ 02年全国理综试题）
解析：通过分析产生喷泉现象的原
理，不难发现。只要打开止水夹， 用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热， 氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空 气，氨气与水接触后迅速溶解，使 烧瓶内压强减小。就能发生喷泉。
二、根据实验中出现的问题拓展：
某同学用HCl气体做喷泉实验时，喷入 烧瓶的水不足烧瓶容积的1/3，其原因不可 能是（ C ）

生物体内的气体运输和溶解情况。
在地球科学中，喷泉实验结论可以用于 研究地球大气的组成和变化。通过分析 不同高度和温度条件下气体的溶解情况 ，可以了解地球大气中气体的来源和去
向。
在物理学中，喷泉实验结论可以应用于 其他液-气体系的研究，如液体的蒸发 和冷凝等过程。通过探究不同条件下液 体的蒸发和冷凝情况，可以深入了解相
禁止在实验室内饮食、吸烟或使用明 火，避免产生安全隐患。
实验过程中要保持室内通风良好，防 止有毒气体聚集。
安全意识培养
实验前应认真阅读实 验指导书，了解实验 步骤和注意事项。
实验后应按照要求正 确处理废弃物，确保 实验室环境安全。
实验过程中要保持高 度警惕，时刻关注实 验安全状况。
THANKS
感谢观看
喷泉实验探究课件
contents
目录
• 喷泉实验的原理 • 实验材料和步骤 • 实验结果分析 • 实验结论 • 安全注意事项
01
喷泉实验的原理
喷泉实验的化学原理
氨气极易溶于水
氨气是一种极易溶于水的气体， 当氨气与水接触时，会迅速溶解 在水中，导致水溶液的密度减小 ，产生向上的浮力。
气压差的形成
结果讨论
实验结论
通过喷泉实验，我们验证了气压变化对水柱高度和时间的影响，进一步理解了喷 泉形成的原理。
实验意义
喷泉实验不仅有助于理解物理原理，还可以启发学生思考自然界中其他类似的现 象，如泉水、瀑布等。此外，该实验还可以培养学生的观察、分析和动手能力。
04
实验结论
实验结论总结
喷泉实验表明，气体在液体中的溶解 度与压力和温度有关。随着压力的减 小，溶解度减小；随着温度的升高， 溶解度降低。
04
4. 观察并记录喷泉的颜 色、高度和持续时间等 特征。