通过智能手机中的实时数据记录了解潜热

描述

甚至学龄前儿童都知道冰会融化成液态水，液态水在加热时会变成蒸汽。但是你知道是什么导致了这种从固态到液态再到气态的相变吗？请看唯一的潜热——物质在其相变过程中吸收或释放的热能。但它的意义远不止于此。当这种能量引起相变时，会发生一些非常有趣的事情。想知道会发生什么，跳上船和我们一起做今天的实验吧！

为了执行今天的实验，我们将使用 Dabble（我们内部开发的移动应用程序，可将您的智能手机转换为众多虚拟盾牌）数据记录器。您可以从Google Play下载 Dabble 。

准备好，设置，加热！

第 1 步：所需组件列表

 

 

硬件

• 生机勃勃

• 温度传感器（DS18B20 | 防水）

• HC05蓝牙模块

• 公对母跨接电缆 20cm

• 冰

• 安装了 Dabble 的智能手机

软件

• 玩水

• PictoBlox公司

第 2 步：进行实验的动机

进行此实验的原因：

• 了解潜热

• 看看Dabble的实时数据记录器模块

第 3 步：电路

让我们首先建立联系：

• 取出 DS18B20 防水温度传感器并将其信号引脚连接到 evive 的数字引脚 5。

• 将防水温度传感器的VCC和GND引脚分别连接到evive的VCC和GND引脚。

• 在信号引脚和温度传感器的 VCC 之间连接一个 4.7 kΩ 电阻。

• 连接 HC-05 蓝牙模块。

 

 

第 4 步：编写代码

PictoBlox 是一款基于 Scratch 3.0 的图形化编程软件，可以让学习编程变得简单有趣。它允许您连接和控制 evive 与您的计算机，甚至可以将代码上传到它。您可以从这里下载 PictoBlox 。

将以下 PictoBlox 脚本上传到 evive。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第 5 步：设置实验

完成连接后，打开 evive 并向下滑动 Slideswitch1。

在您的智能手机上打开 Dabble，然后选择 IoT 模块。

从 IoT 模块打开数据记录器。

该模块将数据实时存储在一个.CSV 文件中，我们可以直接在智能手机上访问该文件，也可以将文件发送到桌面。

现在拿一个电热水壶或任何其他加热设备，并在其中装满冰块。

将防水温度传感器放入水壶中。

然后向上滑动滑动开关 1 并打开电热水壶。

 

 

第 6 步：观察：

数据记录器实时记录数据。你可以在屏幕上看到它。使用此模块可以在我们的智能手机上监控或查看任何数据。

您将观察到以下情况：

• 加热冰块时，温度最初会升高，这可以在 evive 的 TFT 显示屏以及您的智能手机屏幕上观察到。

• 一旦温度达到 0°C，即使向水壶提供能量，温度也不再升高，直到冰完全融化。

• 一旦冰完全融化并变成水，温度就会再次开始升高。

• 现在水在 100°C 开始沸腾，温度再次保持恒定，直到水完全蒸发。

第 7 步：了解潜热

下载由数据记录器生成的 CSV 文件并在您的计算机中打开它。

使用数据记录器收集的数据绘制温度 v/s 时间图。图形看起来类似于给定的图像：

 

 

您会观察到图形在两点处是直的：

• 0℃

• 100℃

当我们开始加热冰时，分子开始振动导致温度升高。一旦温度达到 0°C，分子就会剧烈振动，以至于它们之间的吸引力变弱，它们开始远离。这一直持续到冰完全从固态转变为液态即水。

在整个过程中，所有的热能都用于融化冰。这就是温度保持恒定的原因。

这种不被视为温度变化的能量称为潜热。它是物质在其相变过程中吸收或释放的热能，而温度没有任何变化。潜热也称为隐热。

用于将相从固态变为液态的能量称为聚变潜热。而这一点据说是冰的融化。

一旦冰完全变成水，温度就会再次开始升高。一旦温度达到 100°C，分子再次剧烈振动，氢和氧之间的共价键开始断裂，从而转化为蒸汽。这里给出的所有能量都用于将水转化为蒸汽，从而保持温度恒定。这种能量称为汽化潜热。而这一点据说就是水的沸点。

第 8 步：结论

有了这个，您现在就了解了潜热的基础知识！如果您愿意，可以在互联网上查找更多相关信息。快乐学习！