天宫二号实验方案_科学实验活动方案
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方案名称:冰的完美蜕变
方案设计人:胡煜,裴华
方案摘要:在地球引力场内,冰融化时,其表面有液态水残留。在无引力情况下,可能会有水珠漂浮在空中或水珠与冰表面接触的现象或其他情况,在此情况之前,水珠体积可能会逐渐增大。本实验用密闭透明方盒盛放冰块,在盒子内上方用电阻 丝对其下方冰块加热,使冰块融化。用录像机记录融化过程,确定固液两态水转换 状态的真相。
水的融化
问题:在地面上,当水融化时,冰表面水沿冰面流下,冰面有水残留。此现象由于 地球引力的存在。当处在天宫时,为失重环境,这时水融化现象如何进行?需要通 过实验给予答案。
假设:我们对上述问题的推想是:在无引力情况下,融化会以下列几种可能情况出 现。在无引力状态下,水会呈球状。在冰融化成水时,水会聚集为水珠。在无外力作 用下,水珠会静止并与冰表面接触。在冰融化成水时,水会聚集为水珠。因水珠表面张力,使水珠离开冰的表面,漂 浮在冰的周围。
步骤:以密闭方盒为容器,盛放冰块。盒内顶部装电阻丝两条。盒子上装有一医用 注射器,电阻丝加热期间,针筒自动调节内外压力,盒内所发生的一切现象由一台 自备电源相机在盒外记录。实施步骤分两步:
1地面测试:在飞行前实施。测定电池容量,电阻丝电阻,照明及录像机安装角度,保险装置及实验所需时间。
2飞行试验:记录冰块融化受失重环境的影响,实验中要观察记录现象为“水珠的 变化’’及“形成水珠与冰的位置关系’’。上述设备(除相机)安装在指定容器内,只要 航天员帮助打开开关,不需关闭。冰完全融化后,电池用完,实验结束。
材料及设备:1医用注射针筒 2透明方盒 3电阻丝 4温度计 5蓄电池 6防水密封胶 7录像机(自备电源)8电钮 9照明
数据分析:确定假设之一。
得出结论:1 对无引力环境中冰的融化现象有所认识。放入小学教材中,拓宽学生视野,激发同学们从小热爱科学,探索太空 的良好素养。有利于拓宽人们的视野,使人们关注微观领域的神奇变化。