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二氧化碳如何 “锁住” 热量?—— 温室效应模拟实验 [复制链接]

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银光图片
逛论坛看到李老师的温室效应的实验帖子,想起之前自己也记录过学生做这个实验时的照片,翻看的过程中发现学生也有不少操作上的误区,一起分享出来每个班的实验区域最好都集中在一起,这样比较公平,实验数据也具有可比性,但是最好要大太阳的时候做实验,数据差异会更明显,有一个班我之前是阴天做的,效果就不是太好了




最后编辑周涵潇 最后编辑于 2025-06-24 12:04:01
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实验中最大的错误操作还是在拿取温度计上,很多孩子没有捏在温度计的最上端,随手拿在中间的位置


还有一些同学就让测温室效应袋子里的温度计歪来倒去,随意拿着






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还有同学把温度计随意的放在炎热的地上,或者是放在靠近热源的地方,比如吸热性很好的墙面附近


还有一些同学就是没有配合好,一人拿两根温度计
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科学素养好一些的孩子做出来的实验过程就非常舒服,很标准














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实验数据上一起来看看,基本都有3-4℃的温差,温室效应的效果很明显







这一个班就是阴天做的实验,可以看第三组的实验数据,基本上没有太大的温差变化,所以天气还是很重要的一个影响因素了


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经过资料查阅,为什么二氧化碳会引起温室效应也是小学科学老师需要了解的内容,不然就是非常灌输式的教学了


二氧化碳之所以会引起温室效应,与它对太阳辐射和地球表面辐射的特殊作用密切相关:
一、二氧化碳的分子结构与物理特性
分子结构:二氧化碳(CO₂)分子由一个碳原子和两个氧原子组成,呈线性结构。这种结构使其能够吸收和释放特定波长的红外辐射。
对辐射的选择性吸收:太阳辐射包含紫外线、可见光和红外线等,其中可见光和短波红外线可以较为容易地穿过地球大气层到达地面;而二氧化碳对长波红外线(尤其是波长在 12-15 微米左右的辐射)具有强烈的吸收能力。


二、温室效应的作用机制(以二氧化碳为例)

太阳辐射进入地球
太阳发出的短波辐射(如可见光、紫外线)穿过大气层时,大部分能量会到达地球表面,使地面升温。
地球表面辐射能量
地球表面吸收太阳能量后,会以长波红外线的形式向外辐射热量。
二氧化碳的 “捕获” 作用
当这些长波红外线向上穿过大气层时,二氧化碳分子会吸收其中特定波长的辐射,从而阻止热量直接散发到宇宙中。
热量滞留与大气升温
二氧化碳吸收热量后,会将能量再以红外辐射的形式向四周释放,其中一部分辐射会返回地球表面,形成 “温室效应”,导致地球表面和大气层的温度逐渐升高。


三、二氧化碳成为主要温室气体的原因
含量较高且持续增加:在自然温室气体(如二氧化碳、甲烷、水蒸气等)中,二氧化碳的含量虽然低于水蒸气,但由于人类活动(如化石燃料燃烧、森林砍伐等),其大气浓度从工业革命前的约 280ppm(百万分比浓度)持续上升至 2023 年的超过 420ppm,增幅显著。
寿命较长:二氧化碳在大气中的停留时间可达数百年甚至更长,这意味着其对温室效应的影响具有累积性和持久性。
辐射强迫效应显著:辐射强迫是衡量温室气体对气候影响的重要指标。二氧化碳的辐射强迫效应较强,每增加单位浓度,对全球变暖的贡献较为突出
最后编辑周涵潇 最后编辑于 2025-06-24 12:03:09
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这个实验的科学性,只改变二氧化碳多少,这实验要素不符合。
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这个实验还是很有意思的,孩子们很乐于做这样一类的实验。
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最近梅雨季,要找一个天晴的日子。
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原来觉得这个实验很简单,但是做了才发现有很多问题
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这个实验严谨性的话很难去实验对比
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周老师提到的“科学素养比较好的孩子做出来的实验过程就非常舒服,很标准”,这也是我们在实验结论获得过程中特别需要学生进行辨析的地方。从而向好的孩子学习,改进不正确的实验操作习惯。
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能用心去做探究实验,肯定会有收获!
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这是模拟实验,模拟对比,认识温室效应的影响
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这是模拟温室效应的实验,把塑料袋模拟成被大量二氧化碳覆盖的地球,热量不容易散发,这样就形成了温度比原来高的状态。
建议塑料袋要加一点空气,模拟得更到位。
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是要挑个大太阳的日子,对比才会更明显。
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既有模拟,又有对比,最近练习卷里做到了用杯子来做。
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阳光下温度的变化会更大,区别更明显,这是本实验的基本条件。
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总感觉这个实验的科学性不够,塑料袋应该冲入二氧化碳
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这个模拟实验还是有很多不足
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这个模拟实验有一些不足,温度计要太阳照射,孩子们手一直拿着不方便,班级在阳光充足的下午进行实验时数据对比较明显,但也是最热的时候
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二氧化碳的辐射强迫效应较强
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实验现象还是非常明显的。
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逛论坛看到李老师的温室效应的实验帖子,想起之前自己也记录过学生做这个实验时的照片,翻看的过程中发现学生也有不少操作上的误区,一起分享出来每个班的实验区域最好都集中在一起,这样比较公平,实验数据也具有可......
周涵潇 发表于 2025/6/24 11:51:39

看被人的帖子有更多的思考!

学生手持观察会有干扰因素,建议平地放置或者固定悬挂!

另袋子充点空气,液泡可以采用气温计(量程不够)液泡的适当隔离方式更好!

从实验中看出孩子们有关于温度计使用的规范性!
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数据很明显
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我们学校的温度计规格很多,起始温度各不一样
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利用模拟实验和对比实验,得出可视化的结论,帮助学生更好地理解。但同时,学生也需要注意实验操作过程中的规范和科学。
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有区别,有现象,但是小朋友手拿的话,那么多人围着,会不会影响温度的变化,还是放在支架上更科学
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这个活动让孩子们深刻体会到了温室效应带来温度变化,印象深刻。
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这个实验塑料袋也是一个变量,袋内袋外空气一样,温室效应的主要问题是二氧化碳的多少,而不仅仅是袋内袋外的问题。
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