冷空气和热空气的教案

2024-05-29

冷空气和热空气的教案（通用12篇）

冷空气和热空气的教案篇1

苏教版《科学》四年级（上）教案

2、冷空气和热空气

教学目标：

过程与技能

１．用实验并借助想象、联想，认识冷热空气的流动规律。２．继续学习借助其他物体觉察空气的认识方法。科学知识

１．知道同体积的热空气比冷空气轻，热空气上升的原理。２．知道地球表面空气的冷热不匀是形成自然风风的主要原因。３．了解人类对热空气的应用。情感态度与价值观

培养爱国主义精神，体会科学给人类带来的好处。教学材料：

蜡烛、火柴、纸蛇、细木棍、大小相同的小纸袋两个、细线、蚊香、胶泥、水槽教学过程：

一、导入新课

1、上节课我们发现了空气的什么性质？

2、在平常的情况下，空气会向四面八方流动。可是当空气受热或受冷时又会怎样流动呢？

3、把你们的假设写在课题的后面，这节课我们一起去验证自己的想法是正确的，还是错误的，如果空气是流动的，我们就要研究空气是怎么流动的。

4、学生把自己假设的答案写在书上。探索和调查空气的流动(1)研究热空气的流动

①空气也是分冷空气和热空气的，我们先来研究热空气的流动 ②我这里有个会“跳舞”的纸蛇，先来看看蛇是怎么“跳舞”的 ③是什么力量让蛇“跳舞”的呢？小组先实验再讨论，记录观察结果

④把手放在蜡烛上方和侧面，你感觉到了什么？有能说明什么呢？ ⑤通过这2个实验，你发现了什么？(2)研究冷空气的流动

①热空气是上升的，你猜想冷空气会是怎样流动的呢？ ②生活中，你看到过冷空气的流动吗？打开冰箱冷藏室 ③冷空气是下沉的

（3）研究等体积的热空气比冷空气轻 ①为什么热空气会上升，冷空气会下沉。

②演示纸袋不平衡的实验，学生观察在加热的空气的过程中，塑料袋有什么变化，手握住袋顶有什么感觉？

③试着解释热空气为什么会上升。学生讨论、自我总结冷热空气的性质。

3、热空气的用途

(1)利用热空气上升的原理有人发明了一些可以飞行的物体，你知道有什么吗？(2)请学生介绍孔明灯和热气球的升空原理 “有谁知道有关孔明灯和热气球和知识吗？”(3)利用光盘介绍有关孔明灯和热气球的知识。

4、冷热空气的对流

(1)热空气上升，冷空气下沉，怎么能形成风呢？想个办法，让我们大家能看到空气的对流呢？

小组讨论实验方案

(2)演示P8实验，用蚊香的烟雾流动表示(3)你发现了什么？为什么？

(4)你能说说冷热空气是怎么对流的？

认识热空气上升，继续学习借助其他物体观察空气的流动。认识冷空气下沉

认识等体积的热空气比冷空气轻认识冷热空气的流动形成风。

二、回顾和解释

1、通过对冷空气和热空气的研究，你有什么样的发现？你能解释这些现象吗？

2、那么，在一个空间范围内冷热空气流动的情况是怎样呢？通过对实验的回顾，让学生进一步加深所学的知识的理解，并对实验和生活中的现象作出合理的解释。

板书设计：

2、冷空气和热空气

体积小体积大重轻下沉上升

冷空气和热空气的教案篇2

矿井井口除具有煤炭提升、人员设备进出的功能外, 还兼有进风功能。井壁一般布置有井下水泵房→地面静压水池压力排水管、地面静压水池→井下消防洒水管、地面空压机房→井下工作面的压缩空气管。当冬季气温低于零度时, 为防止上述管道冻结、进风造成井筒内淋帮水结冰以及大冰块塌落造成井底事故, 根据国家技术经济政策, 按照井筒类型, 维护提升设备效率, 保障工作人员安全的最基本要求, 制定了GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范。规范的第13.8矿井井筒防冻条款中的第13.8.1条规定“采暖室外计算温度≤-4 ℃地区的进风立井、≤-5 ℃地区的进风斜井、<-6 ℃地区的进风平硐, 当有淋帮水、排水沟或排水管时, 应设空气加热设备。”第13.8.3条规定“热风与冷风混合后温度为2 ℃”。

空气加热机组近几年问世以来, 在矿井井口空气加热领域中被迅速普及。笔者重点阐述此技术与传统SRZ空气加热器的构造差异以及安装运行等的不同。

1 系统构造的区别

以同煤集团煤峪口矿西三风井立井井口房为例 (见图1) , 剖面图中左侧表示为SRZ空气加热器系统, 右侧表示为空气加热机组系统。

热媒蒸汽 (或高温水) 通过管道从锅炉房输至井口房外墙上布置的SRZ空气加热器的换热器管道中, 依靠其外壁缠绕的散热翅片, 与流经其周围的外部冷空气 (进风井口房为负压) 进行热交换, 加热后的空气被抽吸入立井井筒内。

1.1 SRZ空气加热器

钢管绕钢片, 管内热媒热量通过其外壁缠绕的散热翅片传至周围空气中。供热期内频繁的热胀冷缩, 使翅片与管外壁接触不紧密、松动, 增大了接触热阻。另外, 加热器安装在井口房外墙上, 一侧表面接触大气, 从外界流经翅片的空气速度较小 (仅依赖井口负压产生的室内外空气压差) , 易积灰土。以上两项原因导致传热系数大幅下降, 极大地降低了换热效率, 不能保证采暖期的供热效果。事实是矿方想另外安装热风炉, 提高入井空气温度。受到规范的制约, 对于产煤规模不大于300 kt/a的小型矿井, GB 50399-2006 煤炭工业小型矿井设计规范的第13.7.7条规定“当矿井的进风井所在地缺水, 经过技术经济比较, 可采用热风炉加热入井空气”, 而GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范第13.8矿井井筒防冻条款中, 规定使用的加热设备只有空气加热器及空气加热机组, 未出现热风炉字样。另外, 包括2台2.8 MW的热风炉配套送风机、引烟机、水浴除尘器、20 m左右的地下热风道 (断面7 m2) 等, 总投资近百万, 运行费用还要包括人工劳务费及风机、上煤、除渣、炉排减速机等的高额电费。

1.2 空气加热机组内部换热器构造

铝合金管 (导热系数远大于钢管) 外壁自带纵向散热翅片, 翅片与铝管自成一体, 不会产生翅片与管外壁之间的接触热阻。另外, 空气顺翅片纵向流动, 气体阻力小, 风机耗电少, 灰土不易积在翅片外表面上, 保证其运行过程中传热系数不下降, 且本体翅片高度远大于SRZ空气加热器的外缠绕翅片, 增大了换热面积。因此, 设备体积小, 传热系数高, 是目前技术最先进的井筒空气加热设备。

2 安装的区别

SRZ空气加热器进风窗下沿距室外地面小于1 m, 不符合GB J19-87 采暖通风与空气调节设计规范的要求。该规范第4.4.4条规定“进风口的底部距室外地坪, 不宜低于2 m, 当布置在绿化地带时, 不宜低于1 m”。另外, 室外的冷空气经过SRZ空气加热器成为热空气后, 空气密度减小, 产生向上的浮力, 同时又受到立井负压抽吸作用, 在井口房大空间形成大范围环流圈, 最后入井。如果井口负压抽吸力小于热气流升力, 就会有一部分热气流从敞口的与室外相通的天轮架上端逸出。这就把井口房整体空间加热了。室内温度被提高后, 产生温差传热, 部分热量通过维护结构, 散发至室外大气中, 用于加热井口房。由于外墙上安装的SRZ空气加热器对室外产生辐射热, 不可避免地增加了无效热损。

室外冷空气经过空气加热机组内部的换热器, 被机组风机加速排入附近井口内, 热气流无外溢。若机组兼有加热井口房的任务, 即可把其置于屋内上风向一角处的地面, 提供30 ℃的热风, 与欲进井的室外冷空气混合至2 ℃后, 短时间内送入井筒中。同时机组内壁贴附一定厚度的保温材料, 最大限度地减小了无效热损。

3 运行的区别

SRZ空气加热器本体无调节功能, 只能随热媒温度变化或手动调节加热器阀门而改变换热量, 属被动 (粗放) 调节。

空气加热机组可从其出风风量及出风温度两方面主动 (精确) 调节。机组的温感探头将空气温度变化信号反馈至控制器, 由控制器分析后发出指令。当 (昼夜) 温差变化大, 温度相对变化频繁时, 自动改变风机风量。如果温度调节幅度大 (如, 气温回暖) , 减少电动调节阀开度, 会消减热媒流量, 降低出风温度, 达到预期效果。

4 安装周期

SRZ空气加热器, 每台需配套安装供热管道、阀门、疏水器等, 最少15 d工时。

空气加热设备到货后2 d～3 d内接入供热管道、风机配电线缆, 安装、调试即可。

5 投资分析

以需加热的矿井进风量为9 000 m3/min为例, 冷空气加热耗电量为5.6 MW, 20台SRZ10X6Z空气加热器, 每台配套管道、阀门、疏水器及安装 (含土建预留窗洞) 费用, 需投入资金约25×104元。

2台空气加热机组, 出风量为111 000 m3/ (h·台) , 换热量2.8 MW/台, 风机功率30 kW/380 V/台, 每台配套管 (风) 道 (自控阀、疏水器等设备自带, 含到货及安装调试) 需投入资金约70×104元。

6 结语

尽管空气加热机组初投资是SRZ空气加热器的2.8倍, 及供热期内多出轴流风机耗电费, 但在几个供热期内, 节省下的无效热损效益会逐步抵消掉设备初投资费用。此后的供热期内, 设备的运行费用就较小。在保证供热效果的前提下, 可把井口供热成本降至最低。

笔者已将空气加热机组技术运用至山煤集团山西铺龙湾煤业有限公司主、副井及受煤坑地道通风加热工程、中煤集团山西金海洋能源集团公司南阳坡、五家沟 (2号井) 煤矿的井口房空气加热工程中, 经2008年采暖期观察, 加热效果良好, 节能显著。

摘要：介绍了空气加热机组的构造。叙述了空气加热机组与SRZ空气加热器的安装条件、运行状况、安装周期等。分析了空气加热机组与SRZ空气加热器的投资成本。实践证明, 空气加热机组加热效果良好, 节能显著。

冷空气和热空气的教案篇3

【摘要】灌装森林空气40L、20Mpa规格的碳纤维钢瓶，在充入30个大气压的森林空气条件下，在一定空间释放，释放时间在8个小时后，空气负氧离子的浓度与释放前有显著差异，如果在非森林空气区域的房间内释放灌装森林空气，效果会更好。

【关键词】森林空气；灌装；负氧离子

工业迅猛发展和城市建设步伐加速所造成的空气污染，使人居环境空气质量越来越令人担忧。工业区有毒气体的含量是森林区的数倍至数十倍。森林空气中含有多种森林挥发物，森林挥发物富含对人体有益的多种有机物，是其它环境的空气中不具有的。森林空气非常清洁，湿度适宜，使人呼吸后感觉有置身于森林之感。森林空气富含原生态负氧离子，森林空气中负氧离子含量达上万或几十万，而负氧离子号称“空气维生素”，对人体健康有很大好处：首先，可以使人振奋精神、工作效率得以提高；其次对于改善心脏功能和心肌营养有很大益处；再次，能使血液中的血氧含量增加，有改善和增强肺功能的作用。森林空气资源取之不尽、循环再生；森林空气资源开发是典型的循环经济，是森林资源保护与开发利用的最佳结合点，因此，开发森林空气资源将有力的促进天然林保护工程的实施，启发森林资源开发新思维，引导森林资源开发新方向。

1.采集地点

采集地点在吉林省白山市抚松县露水河林业局，地处长白山脉西北麓，森林覆盖率95.1%，拥有1.2万余公顷全国仅存、亚洲最大的天然红松母树林，素有“红松故乡”的美誉。森林植被的自然性、原始性、典型性而驰名中外，采集点有天然大面积动态水体大，在清洁空气中负离子的寿命延长，使周围的空气清洁度增加其空气负离子含量高，空气洁净度达到1级，是世界著名林相和植物非常丰富地区之一，近年来旅游事业兴盛，生态环境与生态文化成为其重要品牌。

2.森林空气采集工艺流程

2007年3月在露水河林业局成立了森林空气开发有限公司，经历了项目初试，中试与试生产过程，工艺流程如下：

3.试验方法与统计分析

本次试验应用的是40L，20MPa碳纤维钢瓶进行释放，钢瓶内充了30个大气压的森林空气，释放房间的体积31.5m3，释放流量1L/min，释放时间为2012年6月的6、7、8、9四天，位置在露水河林业局办公室（距离采集点50公里），每天从上午8点开始到下午16点连续释放，对释放的不同时间进行空气负氧离子测定，采用双检测范10-1.999x109（个离子/cm3），最高分辨率10个离子/cm3，表中的1、2、3、4、5是连续4天观测某定时间的平均数，每个时间观测5次，数据如下：

负氧离子含量表单位：10Ions/cm3

L间=1/5（1237.52+1145.02…1995.02）-107302/35=137131.0714

L总=264101.071 L内=126970

释放时间差异方差分析： F=5.04，F0.05（6.28）=2.45**，F0.01（6.28）=3.52**

F>Fa说明释放的时间长短所含的空气负氧离子之间有极显著差异，对不同释放时间进行多重比较。

多重比较结果表明：森林空气释放一个小时与释放8个小时所含空气负氧离子有极显著差异，与释放3小时有显著差异。

4.结论与讨论

森林空气在室内释放过程中负氧离子，开始一小时左右有一定的损耗，随着释放时间延长空气负氧离子浓度逐渐升高。森林空气释放后8个小时后，室内的负氧离子比释放一个小时后的数值有极显著差异。也可以说随着释放时间的延长，室内空气中的负氧离子会更多。如果在远离森林的地方释放效果会更好。

本次试验采用的是40L，20MPa的大罐原气型森林空气充气为30个大气压，流量1L/min连续可释放20个小时，如果把罐全部充满后，在流量不变的情况下，可连续释放133小时，效果是非常好的。森林空气具有强大的开发潜力和高的开发价值。本项目产品采集纯天然的森林空气是未任何处理的，纯天然“绿色”产品。项目产品的主要消费领域是森林空气吧、健身房、茶馆、家庭、宾馆、会馆、旅游区等，在这些场所使用本项目产品会使前来消费的人群神清气爽，犹如置身于森林般的感觉，将会吸引来更多的消费者，目前生产的产品主要是小灌装（净含量6.3升，0.9-1.0大气压），大灌装（40L，20MPa）两种原气型森林空气产品。

2013年各大城市出现的雾霾比较多，如果家里有罐装森林空气，就可以减少吸入有害气体的危害，减少得病的机率。市场前景可观。 [科]

【参考文献】

我们周围的空气教案篇4

一、情境导入

1、同学们，上课之前我们一起做个小测试，好吗？让我们一起屏住呼吸，看看能不能坚持十秒钟。

好，开始！10、9、8、7、6、5、4、3、2、1停止。老师发现在我喊停止的时候，大家都狠狠地吸了一口气。那谁能告诉老师，你吸进去的，是什么呢？（学生：空气）

课件展示——我们呼吸的地方都有空气。

二、身边捕捉空气，初步感知空气

1.我们周围哪里有空气呢？谁来给大家具体说一说。2.谁能证明教室里真的有空气呢？（学生利用手中的透明塑料袋捕捉空气）

3.那我们周围的空气又有什么特点呢？结合我们的实验记录单

（一），通过小组讨论，认真观察，让我们一起研究空气。

学生动手实验，观察空气的特点，并有小组代表上讲台做出实验汇报。

师总结：（1）观察塑料袋里的空气，松开袋口，放出空气。“老师把袋子里的空气放出去，大家看到了吗？”（没有）因为空气是没有——（颜色的），也就是空气是（无色的）

我们都知道，空气无处不在，我们的教室里也充满空气。那么，老师和你们之间有没有空气？（有！）那大家为什么还能透过空气看见老师呢？大家想一想，因为空气是——透明的。（2）老师把口袋中的空气对准学生的手，然后松开袋口，让学生“摸一下”，你摸到了吗？——没有！所以说空气是摸不到的。

老师用手抓空气，问学生：老师手里的是什么？——空气吹起来的气球里是什么？——空气教室里无处不在的又是什么呢？——空气

我们发现，把它放在哪里，它就成为什么样子。那它有没有固定的形状？——没有！所以空气是无形的。

（3）师引导：我们呼吸的地方都有空气，那么大家深深地吸一口气，闻一闻，然后张开嘴巴再好好尝一尝，看看它是什么味道的。

——学生：没有味道。

所以，我们知道，空气是无色、无味、透明、无形的。4.刚刚大家用自己的方法观察和感受到了空气，老师这有一个办法，能让大家看见空气，大家想不想试一试？

我们用之前的透明塑料袋抓一些空气，然后把袋子放于水槽中，让水淹没它，然后拿牙签在被水淹没的塑料袋上扎一个孔，观察一下，产生了什么？——气泡！（空气）

大家自己动手试一试，借用水来观察一下空气。

三、比较空气和水

1、师：既然空气确实存在，那么空气和水相比较，又有哪些相同和不同呢？大家小组讨论一下，完成我们的试验单

（二）学生举手汇报自己观察的结果。

2、老师有个问题，空气和水，哪个轻哪个重？你是怎么证明的？和大家交流一下。

一号杯里装满水，二号杯里装满空气，放在两只手里，比一比看谁重。老师总结：

共同点：无色、无味、透明、无形。不同点：水：摸得着、看得见

四、空气的流动

（一）空气会流动

我们刚刚感受了水和空气的重量，大家再来观察一下老师手中的水。（将一号杯里的水慢慢倒入水槽中，引导学生说出水会流动）

既然水会流动，那么空气会吗？大家仔细观察老师手中的两个水杯。

教师操作实验，并说明过程：将一号水杯垂直倒置于水槽中，引导学生观察杯子中的空气，再将二号水杯装满水倒置于水槽中。将两个水杯口对接，并且二号杯口略偏上。慢慢倾斜一号水杯，观察一号杯中的空气以气泡的形式慢慢流入二号杯。让生观察是谁把二号杯中的水赶走了？观察空气的流动。

师问：那么我们生活中有没有空气的流动呢？大家拿起手中的书，和老师一起扇一扇，感受到了什么？生回答：感受到了风，凉凉的，很舒服。

师：对了，空气的流动形成了风。那么大家在生活中是怎么观察到风来了？

生回答：树枝的飘动，红旗的飘动„„

师：大家说了很多你们看到的风，那么谁能把它画下来呢？把课本翻到77页，在右边的记录纸上，画一画，并说明为什么这么画。

（二）如何利用风？

空气在我们的生活中无所不在，那我们能利用空气的流动（也就是风）做点什么呢？学生一：可以晾衣服；学生二：可以发电；学生三：玩风车、放风筝；

师总结：风可以放风筝、使风车转动、玩风帆、风力发电、将鱼风干„等。

五、拓展延伸，净化空气

同学们还记得上课前我们做的小测试吗？短短十秒钟没有呼吸空气，大家就那么难受，证明空气对我们确实很重要。我们的周围充满了空气，动植物的生长都离不开空气。我们要健康成长，需要怎样的空气呢？细心的你们发现身边有哪些污染空气的现象吗？（课件出示空气污染的图片。）

2、污染了的空气严重危害我们的健康。那么，我们怎样才能保护空气不受到污染，净化空气呢？

3、对学生进行保护空气的环保教育。

通过这节课的学习，我们知道了我们身边处处都有空气，也明白了它是无色、无味、透明、无形的。希望大家课后继续观察和研究空气，争当净化空气、保护环境的小卫士。

【设计意图：体现“从生活走向科学，从科学走向社会”新课程理念。】

板书设计：我们周围的空气

空气（气体）

无色

无味

有质量

流动

六、教学反思：

我们周围的空气教案篇5

一、谜语引入，激发求知欲：

一物到处有，用棒赶不走;

眼睛看不见，手摸也没有;

咀嚼无滋味，没它活不久。

(空气)

师：今天我们就来复习第二单元——我们周围的空气(板书)

二、阅读感知，交流汇报。

师：请同学们快速阅读课本，找出应该重点掌握哪些知识。

生：(同位交流)学生汇报。

师：在这一单元中，重点是氧气的有关知识。

三、启思诱想，讲练结合。

1、空气的组成：

师：大自然中的氧气主要存在于空气中，空气是由哪些成分组成的，各成分约占空气体积的多少，请同学们完成卷上的练习1。

2、空气的污染：

师：一般说来，空气的成分是比较固定的，但随着现代化工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘，改变了空气的`成分，造成了对空气的污染。被污染的空气会损害人体健康，影响生态平衡，请同学们看一段小资料。

出示科件：小资料

(1) 英国伦敦烟雾事件

1952年12月5日至8日，英国伦敦全境几乎为燃煤产生的烟雾毒气所覆盖，致使四天中死亡人数较常年同期多4000余人。其主要原因是煤燃烧时产生的二氧化硫，被氧化生成硫酸泡沫，凝结在烟尘上而造成的。

师：看完这段小资料，你有哪些感想呢?

生：大气污染严重危害着人类的身体健康。

师：请同学们继续看图片(出示大气污染图)，找出大气污染造成的危害有哪些?

生：温室效应、酸雨、臭氧空洞、动植物死亡、人生病等。

师：哪些物质可以导致大气污染?

生：飞机、汽车尾气的排放，工厂的废气。

生：矿物燃料的燃烧和一些有害气体。

师：有害气体有哪些?

生：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮。

师：因此，我们一定要学好化学，利用所学的知识来保护环境。从我做起，人人争当环保小卫士，使我们的生活环境更美好。请谈谈你的做法。

生：植树造林、种草。

生：使用清洁能源、减少矿物燃料的燃烧。

生：不使用一次性筷子。

生：节约纸张。

3、氧气的性质、制法、用途：

师：我们知道，细铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中却能剧烈燃烧，这是为什么呢?

生：这是因为氧气的浓度(含量)不同。

师：我们在学习氧气时，主要是从氧气的性质、制法、用途这三个方面进行学习的，其中重点是氧气的性质和制法。

(1)、氧气的物理性质：

师：首先，让我们复习一下它的物理性质。请同学们看大屏幕。

出示科件(1)

① 在通常状况下，氧气是一种颜色，()气味的()体。

② 在标准状况下，密度比空气()故可用()法收集。

③ 它()溶于水，故可用()法收集。

压强为101千帕压强为101千帕

④ 氧气 ()色液体( ()色()状固体

约—183℃约—218℃

(2)、氧气的化学性质：

师：氧气的化学性质比较活泼，能够与多种物质发生化学反应。请同学们仔细观察这四幅图，判断分别是哪些物质在氧气中燃烧，判断的依据是什么，你能完整地描述一下它的实验现象吗?

出示科件(2)：

铝、硫、红磷、铁在氧气中燃烧的图片。

生：交流并汇报，不完整的由其他同学补充。

师：请同学们写出这四个反应的化学方程式。

师：此外，我们还学过哪些物质也可以与氧气反应呢?

生：镁、木炭、一氧化碳、甲烷、酒精。(要求写出化学方程式)

(3)氧气的用途：

师：氧气的性质决定着它的用途。说出它有哪些用途呢?

生：供给呼吸和支持燃烧。

师：请同学们看大屏幕(出示一组物质用途的图片——氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳，判断哪些是氧气的用途)

生：答略。

(4)、氧气的实验室制法：

师：氧气既然有那么多的用途，我们该怎样制得氧气呢?首先，我们来复习一下它的实验室制法。请同学们回忆一下实验室里制取氧气用什么药品，它的反应原理是什么?

生：答略。

师：请写出有关的化学方程式。(生板演)

师：在这两个式子中，都有二氧化锰，但它们的含义却不同，谁能说出它们的区别呢?

生：在(1)式中，二氧化锰是催化剂，是反应条件，它的化学性质和质量在化学反应前后不变。在(2)式中，二氧化锰是生成物。

师强调：催化剂的概念(一变二不变)。

师：实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，请同学们考虑设置发生装置应考虑哪些因素?

生：反应物的状态和反应条件。

师：收集装置与什么有关?

生：生成物的性质，如密度、溶解性等。

师：通过分析反应物的状态和反应条件，让学生说出加热高锰酸钾制取氧气必须用的一种仪器是酒精灯，利用分解过氧化氢制取氧气的装置与二氧化碳的制取装置相同。

师：出示四副装置图，请同学们观察，找出哪幅可用于加热高锰酸钾，哪幅可用于分解过氧化氢。

生：答略。

师：其中第二幅图是最简易的装置，请同学们比较2、3两幅图有什么不同，有什么优点呢?

生：为了便于随时添加液体。

师：除此以外，还可用什么仪器代替长颈漏斗呢?

生：注射器、胶头滴管等。

师：请同学们观察排水法和向上排空气法的导气管有什么不同?

生：排水法是弯管。

师：请同学们根据图示的仪器，设计并组装实验室里制取氧气的所有装置，用字母表示。其中玻璃片和铁架台省去。

生组装并交流汇报。

师：利用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤、收集方法、注意问题，请同学们看一段录像。生看录像。

师：工业上如何制取氧气呢?

生：分离液态空气，利用液态氧和液态氮的沸点不同，将它们分开。

四、反思回顾、整理归纳。

《空气的热胀冷缩》教案篇6

一、教学目标

1、气体受热以后体积会胀大，受冷以后体积会缩小。

2、热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。

二、情感目标：

对自然界中的现象产生更浓的探究兴趣。

三、教法、学法：

1、利用多媒体演示空气的热胀冷缩现象。

2、用文字、图片进行讲解和交流。

四、教学重难点：

重点：用多种方法观察空气的热胀冷缩现象

难点：观察空气体积变化的方法设计、用“微粒运动游戏”解释热胀冷缩现象

五、教具、学具：

多媒体课件、烧杯、温水、冰水、热水、锥形瓶，气球、蓝墨水、图片等

六、教学过程：

1、实验导入新课：空瓶装热水——倒出——拧紧瓶盖——观察现象（1）、师：请同学们说说瓶中有什么。（2）、在空瓶装入热水后让学生摸一摸。

师：请同学们猜一铺把热水倒出后，瓶子是什么形状的？

（3）、把热水倒出，拧紧瓶盖，让学生观察现象，并尝试解释原因。

2、设计并完成研究空气热胀冷缩的实验

师：在我们的身边到处都有空气，可是空气看不见、摸不着，要想研究空气的热胀冷缩的现象我们必须解决以下几个问题：

（1）如果用锥形瓶来收集空气，需要把收集到的空气密封吗？为什么？

（2）如何让收集到的空气受热、受冷呢？

（3）怎样才能清楚地看出空气体积的变化呢？

师：请同学们小组里讨论。

师：同学们的办法真多啊，今天老师给大家准备了一些实验器材。你们能利用老师提供的这些器材设计一个实验，证明空气热胀冷缩的性质吗？

师：同学们可以小组合作来共同完成。

师：好了，哪个小组愿意与大家交流一下自己设计的实验方案。小组汇报实验方案，其他学生进行评价并提出自己小组的修改意见。

师：同学们设计的实验方案真是多种多样。但是老师这里还有两个问题，同学们能解答一下吗？

（1）锥形瓶口上套着的气球起什么作用？

（2）套着气球的锥形瓶在两种水中摆放的顺序是怎样的？

3、学生实验

4、师：哪个组的同学来说说你们看到了什么？小组汇报。

5、师：同学们，空气具有热胀冷缩的性质，水也具有热胀冷缩的性质，我们把两者对比一下，看看有什么不同？教师演示，学生说说自己观察后的感受。

6、解释空气热胀冷缩的原因

师：同学们，你们想知道空气为什么受热后体积会膨胀，受冷后体积会缩小吗？请同学们自学课本。（学生自学后进行汇报）

师：同学们解释的不错，下面我们来模拟“微粒的运动”，做个游戏，看看空气的微粒是如何热胀冷缩的。

7．教师引导学生对物体的热胀冷缩现象给个合理的解释。

8、解决生活中的问题

问题：瘪了的乒乓球放在热水里,过会儿又鼓起来了,这是为什么？

七、小结：

物体的热胀冷缩现象和解释这个现象的发生。

八、板书设计：

空气的热胀冷缩

受热后膨胀（体积增大）←——微粒运动加速且微粒间距离增大

冷空气和热空气的教案篇7

1.1 定向井空气钻井技术简介

气体钻井[1]是以气体为循环介质的一种欠平衡钻井工艺, 是目前较先进的钻井技术, 在保护和发现储层、提高钻井速度、减少或避免井漏、延长钻头寿命、减少卡钻等复杂情况、减少完井增产措施等方面有着明显的优势。

世界上第一口气体钻井是美国的EI paso天然气公司在1953年首次利用空气作钻井流体钻成了第一口油气井。目前, 据估计约有10%的国际钻井作业运用空气和天然气钻井技术来完成主要井段的钻进。我国从1989年至1997年共成功地进行了12口井的空气雾化钻井现场试验工作。其在提高机械钻速和油气勘探方面有显著效果, 提高机械钻速1.7~10.24倍, 并取得较好的油气成果。进入21世纪, 为了解决长段低压破碎地层的钻井问题, 提高低压、低渗油气藏的开发效益, 提高钻井进度, 国内大规模开展了气体钻井的研究。

定向井是按照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。定向钻井技术 (di rectional drilling) :使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。世界上第一口真正有记录的定向井是1932年美国人在加利福尼亚亨延滩油田完成, , 开创了钻井新纪元。

1.2 定向井空气钻井的优缺点

与传统定向井定向井钻井技术相比, 气体钻井技术有下列一系列优势:

(1) 使用空气作为介质, 可大幅度提高钻机机械转速;

(2) 可大幅降低成本;

(3) 可明显缩短钻井周期;

(4) 可明显减小钻井液对地层的伤害;

(5) 可有利于提高采收率, 发现和保护储层;

(6) 避免因地层复杂造成的井的漏失、水敏地层的井塌等井下异常的发生。

但同时, 空气钻井技术也存在着一些问题, 主要为:

(1) 当空气钻井钻遇含硫地层, 地层中含H2S气体时, 一般只能将气体循环介质转换为液态钻井液;

(2) 空气钻井中出现地层出水, 会造成井内排屑不畅、用气量增加、卡钻、诱发井下燃爆等复杂问题;

(3) 气体钻井可能面临井下燃爆问题, 当钻遇油气层时油气便会进入井内, 由于井下高温等因素极易引发燃爆, 严重时可能熔断钻具, 造成井眼报废。

2 空气钻井安全监控系统及应用

2.1 空气钻井安全监控系统

由于空气钻井技术的特点, 因此必须注意井下异常问题的发生。本文介绍一套空气钻井安全监控[2]系统, 能够实现井下气体测量、红外气体检测等功能。

空气钻井安全监控系统由气体检测单元、样品气处理单元、采集计算机以及采集软件系统组成。气体检测单元主要功能为对样品气进行在线的分析;样品气处理单元主要用于样品气净化、除湿和稳定流量;采集计算机采集软件系统处理与气体检测单元的通讯功能, 同时采集气体单元信息并且采集综合录井仪的录井工程参数, 再通过软件系统进一步完成数据的整合、存储和显示和发布。监控系统结构简图如下图1所示。

此空气钻井安全监控系统的软件由6个功能模块组成, 既可保证数据采集的速度和准确性, 又不影响执行多线程和多任务的信息处理;在保证信息采集、处理、显示的同时, 可执行报表生成、历史曲线浏览, 报警信息更新等。下图2为软件结构图。

2.2 空气钻井安全监控系统在定向井空气钻井的应用

为进一步证明此空气钻井安全监控系统的实用性和科学性, 本文分析其在我国某油田某定向井空气钻井的应用, 对其应用效果进行评价。

该井所处构造为陆相、海陆相交互和海相沉积。其中上部陆相地层泥岩、砂岩、页岩互层频繁, 为高陡构造, 岩层硬度大, 可钻性差, 研磨性强, 漏层较多, 因此不仅机械钻速低、钻井周期长, 而且极易发生断钻具等井下复杂情况和事故。因此针对该井实际情况采取空气定向井钻机工艺。

施工过程:

(1) 该井空气钻井井段为5 6 4.0~3002.0 m, 进尺2438.0 m, 占全井设计井深的44.3%。

(2) 空气钻井参数为:钻压8 0~160k N, 转速5~65 r/min, 排量为100~150m/min, 立压1.7~2.2MPa。空气钻井钻至井深3002.0 m进入高压气层, 从钻井安全角度考虑终止空气钻井转入常规钻井液钻井。

在空气钻井过程中, 实际应用了该空气钻井安全监控系统, 采取了监控系统与录井仪串接气路的方式, 在钻井时将测得的数据以无线传输方式发送到系统计算机, 同时将计算机获得数据域采集录井仪的录井数据进行对比。

在整个空气钻井施工期间该系统运行平稳, 其无线传输未出现受干扰等不良现象, 对录井仪数据进行了十分良好的接收。监控系统获得数据与录井仪获得数据的数曲线非常吻合, 空气钻井安全监控系统性能良好, 可在空气钻井现场使用。同时在此系统监控下, 该井空气钻井过程顺利进行, 钻井时间大幅减少, 钻井速度大幅提高。平均机械钻速提高4~6倍, 经济效益显著。

3 结论

气体钻井是以气体为循环介质的一种欠平衡钻井工艺, 在保护和发现储层、提高钻井速度、减少或避免井漏、延长钻头寿命、减少卡钻等复杂情况、减少完井增产措施等方面有着明显的优势。

同时现有空气钻井技术也存在着一些问题, 在钻井工作中需要实时进行监控, 注意井下异常问题的发生。

本文介绍一套空气钻井安全监控系统, 能够实现井下气体测量、红外气体检测等功能。现场实用证明该系统运行平稳, 系统性能良好, 可在空气钻井现场使用。建议在各油田推广。

参考文献

[1]马光长, 杜良民.空气钻进技术及其应用[J].钻采工艺, 2004, 24 (3) :4-8[1]马光长, 杜良民.空气钻进技术及其应用[J].钻采工艺, 2004, 24 (3) :4-8

回避强冷空气篇8

阅读下面的文字，按要求作文。

2016年1月21日，一股强冷空气的到来，影响了无数人！朋友圈都是宣传恶劣天气的内容，新闻媒体对此次雨雪更是“狂轰滥炸”，有关部门还相继发出了停课公告。所有的通知和报道都在极力告诉学校、家长和孩子：风雪太可怕了！从当天下午开始，所有有可能受雨雪影响的地区的学校都被要求中止正在进行的期终考试，提前放假。风雪未到，学生都已纷纷回家避寒。所有人似乎都被这股冷空气吓倒了。几乎没有一家媒体，一个部门通过这次的雨雪天气给孩子进行一次正面的生存教育和精神教育。

对于以上事件，你有怎样的看法和思考？要求选择一个角度、一個侧面构思作文，立意自定；除诗歌外，文体自选；标题自拟；不要脱离材料内容及其含意范围作文，不要套作，不得抄袭；不少于800字。

思路引擎：该作文题为时事材料题，材料较为鲜活、贴近实际，也相对容易引起学生共鸣。在分析这种作文材料时，尤其要字字分析，细细推敲，这样往往能在字里行间，细节之处，发现题目的玄机。

请先关注材料里的这几个字眼：“都在极力”“纷纷回家”“似乎都”“吓倒了”“几乎没有”，等等。我们把这些词联系起来，再结合材料，作者的态度就再明确不过了：对于媒体大肆宣传天气恶劣、组织学生回家这件事，作者是持反对观点的，因为“没有给孩子进行一次正面的生存教育和精神教育”。

材料中包含两个关键的信息：一个是作者的观点，反对；另一个是问题的核心，生存教育和精神教育。

在行文时，应先摆观点。材料的观点既然是反对，我们就要从反对的角度作文。对于原材料的引用既要全面，又要精简；同时引用别的材料来佐证反对观点时，既要服务“反对”的观点，又要契合主题。

主题一定要鲜明，不可混淆，更不可偷换概念。材料的最后一句话可以看作是对整段材料的总结。作者要强调的是“一次正面的生存教育和精神教育”。媒体和部门有没有责任？当然有。但是它们毕竟只是宣传机构和执行机构，问题的关键还是在于人自身的想法。作文时，我们要牢牢把握住这个主题。综上所述，只要观点鲜明，主题明确，本次作文是不难操作的。

大班科学教案《空气的秘密》篇9

1、让幼儿在不断探索中感知空气的存在、隐藏、压力等，能用自己的方式记录观察结果。

2、鼓励幼儿质疑，发现问题，解决问题。

活动准备：

水，纸杯，塑料袋，瓶子，罐子，海绵，蜡烛，吸管，肥皂水。

活动过程：

1、集中讨论：空气在哪里?你看见了吗?

出示塑料袋，里面有什么?游戏：找空气(空气存在实验)

交流发现，老师总结：到处都有空气，空气看不见，摸不着。

2、空气到处都有，空气还有很多秘密，一起来找找。

(请幼儿可以先观察一下桌面上提供的实验材料，以满足其好奇心)

空气占有实验(集体做)：

实验一：将空杯子放入水中，观察现象?

实验二：将纸团塞在杯底，在放入水中，观察现象?

引导幼儿及时记录观察结果，交流分享：空气会占有空间(动力)。

再试一下，实验三：将塑料袋套在瓶口，瓶底弄穿，放入水中，观察。进一步理解。

空气隐藏实验(分组做)

实验一：不吹自灭。请一个幼儿做，其他幼儿记录。

实验二：将塑料袋，海绵，方糖等放入水中，观察结果?泡泡代表什么?

总结：空气会隐身。

3、找出记录较好的，让幼儿总结空气的秘密：空气存在着，到处都有，看不见，摸不着，有压力，动力。

初三化学教案空气的组成篇10

一、设计思路

空气是学生在化学课上接触到的第一种物质，学生们在生活中可以从不同的途径获取有关空气的知识，因此使学生了解“空气的组成是什么”不是学习的重点和难点。我们都知道氧气的发现在化学史和科学史上具有极其重要的地位，不仅因为推翻了错误的燃素学说，给整个化学领域造成翻天覆地的变化，还因为研究过程中的实验方法的多样性和科学性。因此“空气”的重要意义在于能够提供一种化学情境，使学生开始了解化学的历史以及化学作为一个学科的意义，了解科学探索的过程，同时受到一些最基本的化学思维方式、实验方法、探究方法的熏陶并逐步学习这些比知识更鲜活的经验。

本节课的设计思想是在科学史的情境中，让学生进行探究的学习，培养学生的分析性、实用性、创造性三元思维，同时了解人类认识事物的曲折过程以及科学家的探索精神。教学流程是：

温故知新，了解空气重走科学路，探究空气组成的历史对空气组成的实验设计实践上升为理论

探究是指利用丰富的史料，学生通过阅读、分析材料初步认识到科学家的实验模式，提出问题和假设，设计实验，分析数据，得出结论，体会科学的探究过程，并能够模仿此过程完成自己对空气组成的探究实验、做出报告。

二、教案

课题

空气的组成

授课人

学校

教学目标

1、知识与技能

通过引导学生分析科学家研究空气的实验和自主设计实验，帮助学生理解定性和定量的概念，理解纯净物和混合物的概念，掌握纯净物和混合物的性质，掌握空气的组成。

2、过程与方法

通过分析、对比不同科学家对空气的研究，让学生体会科学家的思想并学会科学探究的基本方法，包括控制变量对照实验的设计方法、定性实验和定量实验的设计方法、验证实验的设计方法以及比较、分类、归纳和演绎、分析和综合等基本的逻辑思维方法在化学中的应用，并通过设计实验验证空气的组成亲身体验科学探究的过程。

3、情感态度价值观

了解人类对事物的曲折的认知过程，认识到科学发现是经过艰难的探索的、任何成功都不是偶然的，培养从前人经验中获得知识、方法和经验教训的兴趣和愿望，体会科学发展和科学研究的重要性

重点和难点

1．通过分析、对比不同科学家对空气的研究，让学生体会科学家的思想并学会科学探究的基本方法

2．应用前人的经验，设计实验验证空气的组成。

教学方法

情境教学法、“探究的探究”教学法、实验法、小组合作学习教学法

仪器、药品

集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、烧杯、导气管、止水夹、火柴、气球、塑料瓶、试管、水杯、纸团；木炭、硫磺、红磷、铁丝、蜡烛等

教师活动

学生活动

设计意图

导入温故知新，了解空气。

情境：录象《人与自然》片段

问题：我们知道没有空气就没有人类，也没有生机勃勃的地球，请大家说说你所认识的空气

小结：（板书）

1．空气是一种无色无味、难溶于水的气体。

2．空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

讲故事：我们对于空气已经了如指掌了，现在我给大家讲一个笑话。

一位化学老师在自己的朋友面前大谈氧气的发现。这位老师说：“氧气是在18世纪才被发现的……”老师的朋友说：“既然这样，在此之前，人呼吸什么呢？”

问题：大家为什么觉得这位老师的朋友很可笑呢？

过渡：我们现在所知道的关于空气的这点看起来很简单的知识，但事实上是经过许多科学家经过几百年的研究才获得的。

发言：

1． 1.空气由氮气和氧气组成的，氧气占1/5

2.空气是无色、无味的气体。

议论：空气原本就存在，只是人们没发现，而不是人们没发现之前，空气就不存在。

使用头脑风暴法调动学生回忆已有的`有关空气的知识，扩充学生对于空气组成和性质的知识。

重走科学路，空探究气组成的历史

情境：动画《拉瓦锡的实验》（旁白：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，又不能支持燃烧。

拉瓦锡又把红色粉末收集起来，放在另一个容器内加强热，得到了汞和可供给呼吸、可助燃的气体。

通过这些实验，拉瓦锡得出空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。）

问题：“拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分”，是否只有拉瓦锡在研究空气，并且在十二天之内就研究成功了呢？

阅读资料，组内讨论，分别汇报本组的想法和结论，并相互补充。分析并推测出表格空白的地方应该填写什么？（见表1）

通过抓取和多角度分析科学家实验的细节，探究其中的科学方法，培养学生的分析思维。通过对科学史的研究，了解化学的生动具体的创造过程认识到任何重要的定理，都是前人通过实践认识到实践，多次反复甚至多次失败，最后才得出的结果。

表1：

科学家功绩实验和现象你的结论伽利略（意大利）利用气泵使一个玻璃球灌足了空气，然后用天平称出它的重量；再把玻璃球下的活塞打开，发现玻璃球变轻了。托里拆利（伽利略的学生）在一端封闭的长玻璃管中装满了水银，让开口的一端朝下插入装了一半水银的玻璃容器中，水银面的高度恰好是760毫米。梅猷（英国）1674年点燃的蜡烛放在一块木板上，木板位于水面之上，然后用一个玻璃钟罩扣住蜡烛和水面。发现蜡烛在燃烧时，钟罩内的水面逐渐上升，最后，蜡烛火焰熄灭了，水面之上还存在一个大的空间。将一只白鼠装进另一个同样的装置内。发现随着白鼠呼吸时间的增长，水面在逐渐上升，到了最后水面再上升，而白鼠也就死亡了。把燃着的蜡烛和白鼠同时装进这样的装置内。现象：卢瑟福1772年把老鼠放在密闭器皿里，等到老鼠被闷死以后，再用氢氧化钾溶液除去气体中的二氧化碳；接着他又在老鼠已经不能生存的那种空气里放进一支点燃的蜡烛，发现它仍能继续燃烧片刻；等到蜡烛熄灭后，又放进一小粒白磷，白磷仍能在其中自燃。在密闭器皿中用燃烧白磷的方法将空气中助燃成分除去，所得到的剩余气体完全不能维持老鼠和麻雀的生命。舍勒（瑞典）1773年把硝酸钾放在曲颈甑中，曲颈甑的出口与一个膀胱做的气球相连。将曲颈甑放在炉火中加热，气球真的被一种气体充满了。把点燃的蜡烛放到气体中，气体燃烧得更猛烈了，放出耀眼的火光。将硝酸银、硝酸汞、氧氧化x软锰矿（二氧化锰）放在曲颈甑中加热，得到了同样的现象。普里斯特利1774年用聚焦的太阳光来加热红色的氧氧化x气体产生，把点燃的干木条放入这种气体中，木条燃烧放出刺眼的光，老鼠放入这种气体中，老鼠过得非常舒服。他吸过这种气体以后，身心一直觉得非常舒畅。

讲解：同学们对科学家的研究都进行了自己的评价，并从科学家的实验中获得了一些启示和结论，现在我们就一起来看一看科学家们分别从自己的实验中获得了什么，以及科学史对他们的评价。

投影：如表2

观看投影，对比自己与科学家的结论。

表2

科学家科学家的结论功绩给我们的启示伽利略空气是有重量的证明空气的存在，空气是一种物质。物质是有质量和压力的。托里拆利空气是一种物质，空气有压力梅猷玻璃钟罩内的物体X同时被烛火燃烧和白鼠呼吸所消耗。证明空气的作用是助燃和助呼吸。对比实验方法、空白实验方法、控制变量实验方法。卢瑟福空气中助燃的成分很难完全除尽。把剩余的不能维持生命的气体称为“浊气”发现氮气能将空气中氧气完全除去的物质是白磷。舍勒称助燃的气体为“火空气”制得氧气并研究了其性质。遗憾！他们二人都是燃素学说的忠实信徒，绝不肯对其产生一丝一毫的怀疑。美国科学家韦克斯说“普利斯特利是氧的父亲，但他至死也不承认自己的儿子。”普里斯特利他告诉拉瓦锡发现和制得了一种助燃和助呼吸的气体，这种气体的助燃能力比空气强得多。拉瓦锡在大气（指空气）中并不是所有的空气（指气体）都可以呼吸，只有金属焙烧时，与金属化合的那部分空气才是合乎卫生的（指氧气可供呼吸），另一部分空气不能维持生命和助燃。认为他和舍勒、普里斯特利制得的气体是一种新化学元素，在1777年定名为oxygene。确定了空气的组成。

学生对空气组成的实验探究。

问题：我们回顾了空气探索的艰难。现在请大家想想拉瓦锡比其他人高明在什么地方？在探索空气的过程中最艰难的是什么？

小结：（板书）

1．纯净物：只由一种物质组成是纯净物。纯净物可以用专门的化学符号表示。如氧气O_{2，氮气N₂}

2．混合物：由两种或多种物质混合而成的，这些物质之间没有发生反应，各自保持各自的性质。如空气。

鼓劲：同学们是否想自己亲自来探索一下看不见、摸不着的空气？

情境：设计实验

1、证明空气的存在；2、确定空气的组成。

集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、烧杯、导气管、止水夹、火柴、气球、塑料瓶、试管、水杯、纸团；木炭、硫磺、红磷、铁丝、蜡烛（若需其他仪器和药品，请提出）

发言：拉瓦锡的高明在于做了一个逆向实验，证明了氧化x分解的气体存在于空气中，还在于他总结了前人的所有了发现，而且测定了准确组成——氧气占空气大约1/5。（教师：也就是说其他人所进行的测定是定性的，即知道是什么，而拉瓦锡进行的是定量的测定，不但知道是什么，而且要知道有多少）

发言：拉瓦锡最高明的是他不相信空气“只有一种气体”组成，不相信燃素学说，这应该是探索空气中最艰难的。（教师：也就是说空气是纯净物还是混合物，是研究的关键）

分小组讨论方案：

1、塑料瓶口上套气球，捏塑料瓶，气球鼓

2、试管连接单孔塞和导气管，导气管另一端放入水槽，手捂试管，水槽中有气泡。

3、团一个纸团塞到水杯里，向下插入水槽里，再迅速拿出，纸不湿

梅猷的实验，提示学生选择仪器，并组装。

卢瑟福的实验，提示学生选择白磷作为将氧气消耗完全的药品，但教师没有提供白磷，所以不同组有不同的选择。

实验：检验自己的设计

应用从科学史中所获得的启示解决问题，建构自己的知识体系，培养学生的实用思维。

学生的实践上升为理论

问题：1、我们的实验中，为什么气体减少的体积不等于1/5？

2、剩余的气体是否都是氮气？

3、实验中空气表现出了哪些性质，是哪种物质的性质？

作业1：完成空气存在和组成的探究报告

作业2：设计实验研究氮气和氧气的性质，并推测氮气和氧气的性质，根据氮气和氧气的性质得出用途。

作业3：科学家们发现土卫六与40亿年前的地球很相似，土卫六也拥有大气，如果你是科学家，打算怎样研究土卫六的大气？

完善自己的知识体系，培养学生分析思维。

将学习到的经验应用于未知事物的探索，为学生的创造提供空间。

板书设计

课题1 空气

一、空气

1．性质：空气是一种无色无味、难溶于水的气体。

2．组成：按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

3．纯净物和混合物

（1）纯净物：只由一种物质组成是纯净物。纯净物可以用专门的化学符号表示。如氧气O_{2，氮气N₂}

（2）混合物：由两种或多种物质混合而成的，这些物质之间没有发生反应，各自保持各自的性质。如空气。

冷空气和热空气的教案篇11

一、冷空气对养殖动物的危害

1.引起蛋鸡产量下降。冷空气对蛋鸡影响甚大，其危害程度因冷空气的强度不同和持续时间的长短而异。一般来说，冷空气侵袭期间可引起蛋鸡产蛋量下降2%～10%。

2.引起马属动物暴发急腹症。马属动物急腹症是一类以剧烈腹痛为主要症状，病情急剧，发展快速，抢救不及时可很快引起死亡的急性胃肠疾病。近来兽医工作者发现，此类疾病与冷空气关系极为密切，其发病高峰主要出现在冷空气侵袭期间。

3.大批冻死耕牛、生猪。1996年2月，福建省东北部遭受冷空气夹带暴风雪的袭击，冻死耕牛45头；1996年2月，香港遭冷空气袭击时间长达1周，死亡生猪1.7万头，有的是直接冻死的，有的是受冻后抵抗力降低，引起口蹄疫暴发而病死的。

4.给养鸡业造成毁灭性灾害。1995年11月，强大的冷空气袭来，使山东省40多个县区市的许多行业遭受了一场严重灾害。仅养殖业就共有600多个冬暖式养鸡大棚被摧毁，38万只肉鸡和蛋鸡被活活冻死，给山东省的养鸡业造成了惨重的损失。

二、对冷空气危害的预防

1.冬春两季，养殖业者应注意掌握天气预报情况，及时了解冷空气信息。

2.预防蛋鸡减产。从冷空气到来之前2天开始，将蛋鸡的饲料量增加9%～12%，使每只鸡得到125.4～209千焦热量，冷空气过去，气温回升后及时恢复原来饲料量，这样可使蛋鸡有较好的抗寒和维持产蛋的能力，顺利耐过冷空气的侵袭。

3.防治马属动物急腹症。得到冷空气即将到来的信息后，饲养管理人员应及时改善动物的饲养和防寒保暖工作；兽医工作者积极投入迎战准备，做到随时有足够的人力、物力投入马属动物急腹症的抢救工作。

4.预防大棚被摧毁。暴风雨灾害一旦发生，往往难以抵御，所以应树立未雨绸缪思想，在大棚设计、施工之初，即应立足于防大风、抗大灾，使建成的大棚既是有利于养殖动物生长发育、提高生产性能的温暖世界，又是可在10级以上暴风中巍然屹立的坚固堡垒。

冷空气和热空气的教案篇12

近年来, 空气-空气能量回收装置在暖通空调领域的应用越来越广泛, 它不仅可以有效地回收空调排风的热 (冷) 量, 减小空调系统容量匹配, 节约运行费用, 而且对于减少空调能耗, 降低城市热岛效应, 改善室内空气品质, 实现建筑节能具有非常重要的意义。国内外对空气-空气能量回收装置在空调系统中的应用非常重视, 在理论上和应用技术上开展了很多的研究工作[1]。

一台空气-空气能量回收装置性能的好坏, 不仅表现在其换热性能上, 而且表现在它的阻力性能上。要达到空气-空气能量回收装置工作所需要的流体流速和流量, 必须在换热芯体的进出口间建立一定的压差, 以克服流体流过芯体内部流道各部分所遇到的阻力[2]。

本文通过编制计算机程序, 对空气-空气能量回收装置芯体阻力特性的各个影响因素进行了仿真研究, 可以为今后辅助实验进行换热芯体性能研究及新产品的开发和实际应用提供设计依据。

一、基本模型与程序编制

1. 物理模型

本文研究的空气-空气能量回收装置芯体结构示意图如图1所示, 其中室外热湿空气 (一次空气) 由风机送入换热芯体内时为横向流动, 与纵向流动的室内干冷空气 (二次空气) 交叉流过芯体进行热湿交换。进入室内的新风温湿度为室外的实际气候工况, 室内排风的温湿度则由空调控制。同时在排风侧加装一个喷淋装置, 用来回收室内排风的潜热, 提高换热效率。

由于在空气-空气能量回收装置芯体工作的过程中, 传热和传质同时进行, 传输机理很复杂, 尤其在室内排风侧, 除了有二次空气和水膜之间的温度差引起的显热交换外, 还有水膜表面水蒸气分压力与主体空气水蒸气分压力引起的质交换, 即水蒸气的对流扩散。针对这些特点, 我们为了简化分析和计算, 对模型作出以下假设:

(1) 流体为常物性稳态不可压缩的牛顿流体, Re≤2000流动状态为层流;

(2) 为了简化程序的编制, 将水膜厚度看做为0, 并且忽略热阻和板厚;

(3) 二次空气侧壁面湿润率为1, 且空气在与水膜表面进行换热时, 忽略界面质交换阻力;

(4) 换热芯体的外围边界看做绝热边界, 即边界上的热流密度为0。

2. 控制方程

选取如图2所示的参考坐标系, 室外新风沿着Y轴正方向流动, 室内排风沿着Z轴正方向流动, 并设速度在X、Y、Z轴方向的分量分别为u、v、w, 根据以上的假设, 一、二次空气的各控制方程通用形式为:

在二次空气侧, 由于不仅存在排风与水膜的显热交换, 而且存在水蒸汽的对流扩散, 因此, 排风侧的控制方程除了上面三大方程之外, 还应包括有水蒸汽的质量浓度方程:

方程 (4) 中的为水蒸汽的质量浓度, 也就是水蒸汽的密度[12],

由于, 所以:aqρ<<ρ

以上几式中:ν为空气的运动粘度, m2/s;p为空气的压力, P a;ρ, ρq, ρa分别为空气、水蒸汽及干空气的密度, Kg/m3;a为热扩散系数, m2/s;t为温度, ℃;D为水蒸汽在空气中的质扩散系数, m2/s;d为空气的含湿量, Kg/Kg (干空气) 。

3. 仿真程序的编制

根据已建立的模型, 利用VC++编制了计算换热芯体压降的仿真程序。程序的输入参数为空气-空气能量回收装置换热芯体的结构参数, 包括板宽 (高) 、板间距, 同时还有新风和排风的流速;输出的参数包括当量直径、摩擦损失因子、压降。所编制程序中压降损失的计算公式依据文献[11]中所提到的一、二次空气通道的压降计算公式:

上式中, ∆P——一二次空气通道中的压力降P a, f——摩擦损失因子, ρ——空气的密度Kg/m3, L——空气通道的长度m, u——空气的流速m/s, d——当量直径。

由于一、二次空气通道是规则的矩形通道, 进出口都不存在突扩或者突缩现象, 因此空气通道进出口处的局部阻力损失可忽略不计, 我们只考虑摩擦阻力引起的压力损失。并且使用文献[13]中推荐的Colebrook公式对摩擦损失因子进行迭代计算:

其中k——壁面粗糙度m, 雷诺数, ν——空气的运动粘度为1.6x10-5m2/s

二、仿真计算结果与分析

1. 仿真结果与实验结果对比分析

选取仿真计算结果与实验数据进行对比分析, 通过图9的对比结果来看, 本文仿真的结果与实验数据有较好的吻合。其中实验数据由文献[12]提供。

从图上我们还可以看出在风速大于3.5m/s时, 仿真结果与实验结果发生了分离, 这说明在建立模型时我们假设流动状态为层流, 雷诺数Re≤2000, 而在对所建模型中摩擦损失因子进行迭代计算时, 当我们输入的风速在大于3.5m/s时, 所计算出的雷诺数大小超出了我们的假设范围, 因此结果才会产生一定的误差。

2. 板间距对空气-空气能量回收装置芯体压降的影响

研究不同板间距对新、排风侧压降的影响规律, 选用的一、二次空气流速为3.5m/s, 将芯体板的规格取了四组:40c m×40c m、50c m×50c m、60c m×60c m、70cm×70cm, 得出仿真计算结果如图所示:

由图3和图4可以看出, 在四种不同规格板的条件下, 新、排风侧的压降随着板间距的变化趋势十分相似。而在相同板规格和板间距的条件下, 排风侧的阻力损失要高于新风侧的, 这是因为在排风侧带有喷淋装置, 喷淋水喷洒到空气-空气能量回收装置芯体的板片上时, 增加了壁面的粗糙度, 从而增加了空气流动的阻力。

另外, 从图上我们还可以看出, 当板间距小于5mm时, 压降的变化值比较强烈, 而在板间距大于5mm以后, 阻力损失的变化开始变得越来越缓慢, 这表明, 再增大板间距对芯体的压降影响已经不是那么明显了。

3. 板宽 (高) 对空气-空气能量回收装置芯体压降的影响

板宽 (高) 的变化对空气-空气能量回收装置的阻力性能也有重要的影响。图5、图6是在板间距等于5mm, 新、排风侧压力损失随着板宽 (高) 的变化规律, 结果如图所示:

由以上两图可以看出, 随着板宽 (高) 的增加, 空气-空气能量回收装置芯体的压降损失迅速增加。

增加板宽 (高) 时, 就等于增加了芯体通道的长度, 虽然我们从换热的角度来分析, 通道越长, 这样对空气-空气能量回收装置芯体内流体的换热效果越好, 但是带来的却是芯体流动阻力的增加, 压力损失的增大, 而且损失的趋势较为明显。

4. 空气流速对空气-空气能量回收装置芯体压降的影响

风速的大小不但影响着芯体进出口压力的变化, 而且对于空气-空气能量回收装置整机的性能也有着较大的影响。选取板间距为5mm, 结果如图所示:

由图7、图8我们可以看出, 随着风速的增大, 新、排风侧的压力损失急剧增加, 说明风速的变化对压力损失的影响确实很大。空气的流速越大, 扰动也就越强, 在增强了换热的同时, 阻力损失同样也就变得越大。

三、结论