教室里CO2浓度的测量
研究性学习论文---教室里CO 2浓度的测量
一. 课题背景
在当今世界,由于工业的飞速发展,全世界每年向大气排放的CO 2达数亿吨,使大气CO 2浓度大幅度提高。由此引起了许多环境问题,大家熟悉的“温室效应”便是其中最严重的一个。
而且CO 2在人体内对血气有佷大关系:
血气:二氧化碳分压<50mmHg ,氧分压>50mmHg ,血氧饱和度>85%,此时为正常。
血气:氧分压30-50mmHg ,血氧饱和度60-80%二氧化碳分压50-70mmHg ,为中度缺氧。
血气:氧分压<30mmHg, 血氧饱和度<60%,二氧化碳分压>70mmHg ,为重度缺氧。当二氧化碳分压>70mmHg 以上,致呼吸中枢对CO2失去敏感时,缺氧就成为兴奋呼吸的主要因素。可见CO 2浓度对人体健康有较大关系。
那么,我们学校有没有此类似问题呢?平时,在教室里,由于学生人数较多,加之学习紧张,机体耗氧量便大大增加,呼出的CO 2自然增加了不少,而CO 2是保温气体,使得教室又闷又热,影响了学习的效率,上课睡觉便是一个好例子。为了能够知道教室里CO 2浓度,我们决定对此进行研究。
二. 课题目标
1. 通过实验,掌握一些测量气体的方法。
2. 学会对实验中相关数据和资料进行处理和分析。
3. 通过对教室不同时段CO 2浓度的测量和对比,能够使同学们认识到降低教室CO 2浓度的重要性,使同学们注意,从而提高学习的效率。
三. 课题研究方法
通过在图书馆和网上查找,以及在老师的指导下,我们寻找到了一种测定CO 2浓度的方法,于是开始做实验。
四. 课题实验过程
1. 首先准备实验所需的器具和药品:容量为20ml 的针筒,试管,橡皮,配制浓度约0.002mol/L的稀氨水,酚酞试液。
2. 我们分三组进行实验,第一组测量教室里没人时CO 2浓度,第二组测量教室里人数约为30人时CO 2浓度,第三组测量教室里人来齐时CO 2浓度。
实验大致过程:首先配制溶液,往稀氨水中滴少量的酚酞,使氨水变红,然后用针筒吸取2ml 的红色氨水,再吸进教室空气18ml 直到针筒的最大容量,之后用橡皮封住针嘴,再摇晃,使针筒里
空气的CO 2充分与氨水反应,然后把针筒里空气放掉,再重新吸入新空气进行反应,如此反复吸气反应,直到针筒中氨水的红色消失。
反应过程如下:
2 NH3. H 2O + CO 2 == (NH4) 2CO 3 + H 2O
2 1
2×10-3L×2×10-3mol/L n(CO2)
所以
n(CO2) =0.5×2×10-3L×2×10-3mol/L
=2×10-6mol
把气体摩尔体积近似看成22.4L/mol,
V (CO 2)=22.4L/mol×2×10-6mol=4.48×10-7L
所以CO 2的体积分数V=V(CO2)/ V(空气)=4.48×10-7÷V(空气)
M(CO2)=(44g/mol×2×10-6mol/L)/ (29g/mol÷22.4L/mol×V(空气)) 通过这两条式子,可以算出CO 2浓度
五. 课题结果分析及建议:
通过两次实验,得出三组数据进行分析和整理,我们得到了下面的表格:
实验数据表格(第一次)
三次测量体积分数的图像
实验数据表格(第二次)
通过上面表格和图像,可以看出,当教室人来齐时,即大约60人的时候,教室CO 2浓度是无人时的两倍,而当教室人数约30人时,浓度变
促使空气流通,使CO 2浓度降低。另据我们观察,在冬天或下雨等较冷的天气时,大部分教室都是把窗户紧闭,风扇也没开,此时教室就如一个密室,CO 2浓度将大幅度的提高,人一旦进入这样的“密室”,会感觉温暖了许多,而且会觉得空气比外面差很多。在这样的“密室”里学习,其效率会很高吗?而且有时还要在里面呆近一个半小时,这样的学习环境更让人担忧了。
对此,我们小组提出了以下几点建议:
1. 从门窗上看,最简单的办法是把门窗和风扇都开着,不管天气
的冷热,门窗都不应关闭这样可以让教室内外空气进行交流,降低教室内CO 2浓度。如果天气过冷,坐在窗边的同学就应穿多衣服。
从学生的流动上看,在课间休息时,应该到教室外活动,这样即可以呼吸新鲜空气,提高精神,又可以让教室进行一次彻底的换气,以降低教室CO 2浓度。
3. 从学生的人数上看,在我们学校,一个教室一般人数都是60
多人,这已经是很不错的,但在有些学校,一个教室有的70多人,甚至有近90的。通过我们实验证实当教室人数为原来的一半时,CO 2浓度会大大降低,而且,在美国等一些发达国家,一个教室学生人数一般在30人左右。所以,如果有条件的话,学校可适当地降低每个班的人数,这样对降低教室CO 2浓度有很大好处,同时也有利于教师的管理和师生之间的交流,有利于学习。
4. 从环保上看,多种植物一直是作为环境保护的根本手段。教学
楼旁边可多种一些树,即可以调节气温,又可以吸收CO 2而放出氧气;我们发现,在一些学校,有在走廊外种植一些较小的植物,这也是一种好的方法;教室外可以种植物,教室内也同样可以,在白天时,把植物拿入教室内,可以吸收CO 2又增加了氧气的含量,但在晚上,则要把植物拿出教室,防止进行呼吸作用时,与人争氧气。
5. 草坪是二氧化碳的最好消耗者。生长良好的草坪, 每平方米1
小时可吸收二氧化碳1.5克, 每人每小时呼出的二氧化碳约为38克, 所以如有25平方米的草坪, 就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收。由此可见, 城市中的草坪对净化空气有何等重要的作用, 这也是人们站立于大草坪上感到空气特别新鲜的原因。所以教学楼前种草坪也是很有成效的。
以上就是我们小组的研究成果,希望能对同学们有所帮助,这也是我们研究的目的。 2.
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