二氧化碳与温室效应关系的受控对比实验作者：明浩宏等 文章来源：广州市中学生“我与化学”活动论文选编（二） •明浩宏 温伟锋 温新燕 高婉文 高兴 高梓鸿 李东山、前言有一天晚上，我在转台收看电视节目时，无意中看到一篇报道：科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050 年全球 温度将上升 2~4 摄氏度，南北极地冰山将大幅度融 化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城 市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市： 纽约，上海，东京和悉尼„„”这引起了我的思考，IllIII为什么全球会变暖？温度的升高与什么因素有关 呢？人们经常提到的“温室效应”是怎么回事？ 我们能做些什么？于是，我便组织了几位同学成立 化学兴趣小组，通过设计受控对比实验对导致气体 温度升高的因素进行探究二、实验目的通过设计简易的受控实验证明，二氧化碳会产 生温室效应，以此加深对二氧化碳的了解，加深对 二氧化碳引起的环境问题的了解三、实验方法 （一）实验原理大气中的二氧化碳等气体具有与玻璃相似的作用，让阳光到达地球，阻碍热量从地球表面散出去，从而维持了地球表面的气温，这种效应，就如同温室的作用一样，因此被称作为“温室效应”。
二）实验变量1. 自变量：空气中的 CO 的含量22. 因变量：气体的温度三）实验仪器、药品方法一 矿泉水瓶 2 个、带温度计的胶塞两个、二氧化碳制备装置一套、热水方法二1 个 100 瓦的灯泡、温度计、锥形瓶（带双头胶塞、针筒、黑色纸片）及制取C02的实验用品和0T2装置四）实验时间 周五）实验步骤方法一1. 用矿泉水瓶收集一瓶二氧化碳，一瓶空气2. 用热水使两支温度计升温至相同的温度；3. 把带这两支温度计的胶塞塞紧两个矿泉水 瓶；4. 观察温度计温度变化情况方法二 1.用注射器向瓶内充气，使瓶内 CO 的含量分2别为 10%、20%、30%„„直到 100%；2.用带温度计的胶塞塞紧玻璃瓶；3. 把玻璃瓶放到 100W 的电灯下照射；在瓶后放一片黑色纸，每隔1分钟记录一次（初温要相同） 共记 5 分钟内的读数4.20 天（气温变冷）后再重复此实验六）实验现象方法一气体温度CO空气差值时间初温1分钟2分钟3分钟4分钟5分钟6分钟7分钟方法二80°C53C43C36.5C34C32C30.5C29C80°C52C41.5C35.5C32C31C30C28C0C1C1.5C1C2C1C0.5C1C1. （2005 年10月16日）时间 温度瓶内CO2含量全总空气TO%^20%~30% ^0%■50%"60%70%■80%■90%100%初温27T27T27T2W27^27T27^27T27T27T27T第一分钟27.5°C 2&5°C 29C27.5C29.5C30.5C30.3°C31C31.5C33C34°C第二分钟28.5C30°C30°C30.3C30.7C 32°C32.3°C34°C35°C36.5C39°C第三分钟29C31C31C32.5°C32.8°C33C34°C36.5°C38°C 39.5°C42°C第四分钟29.5°C31.5C31.7C33C33.5°C34C34.5°C37.5C39.5°C41.5C44.5°C第五分钟30C32C32.5C33.5C 34.3°C 35.3°C 36C 36C 40.5°C48C_2.（2005年11月16 日）时间温度初温分钟第四分钟 分钟 分钟第五分钟瓶内co含量2全部空气 TO% 20%■30%^0%■50%"60%70%^80%^90%T00%23T23T23T23V23V23V23V23V23V23V23V23. 3V23. 5V 24V24. 5V24. 5V 25V-25. 3V26 V28 V28. 7V 30V-24. 5V24. 2V24. 5V25. 3V26 V26. 2V26. 5V28V29. 7V31. 7V33 V24. 6V25V25. 5V26. 5V26. 5V 27V27. 5 V29V32. 4 V33. 3V35. 6V26 V26. 5V27. 7V28°C28. 2V29°C29. 5V32°C34. 5V37V27V27. 5V29V29V29. 5V30. 3V 31V33. 2V35. 8V39. 5V四、实验结论IllIIIIIIIII通过实验，我们了解到：插在二氧化 碳瓶中的温度计降温比插在空气瓶中的慢；二 氧化碳瓶中的温度大约高出0・5~2°C左右；瓶 内气体温度的升高与气体中CO的含量有直接 2的关系，当其他条件相同时，气体中CO的含2量越高，气温越高，而且气体中 CO 的含量越2Ill高，温度升高的幅度越大。
由此可推测：作为 “温室气体”的二氧化碳在大气层中的含量， 将直接影响着全球的气温，这就是说二氧化碳 气体的含量上升与下降直接影响着全球气温的上升与下降，二氧化碳可以导致温室效应五、对实验结论的分析与建议一）分析afi1.在方法二的实验中，黑色纸的作用 是吸收可见光，这是引起温室效应气体变 暖的要素；ill2. 辐射是温室效应的起因之一，本简易实验只是粗略地试验温室效应；3. 以同样的方法可用含氯氟烃空叫）、甲烷演示温室效应通过查阅资料我们还获得以下跟“温室效应”有关的信息：IIIIII（1）温室有两个特点：温度较室外 高，不散热生活中我们可以见到玻璃育 花房和蔬菜大棚就是温室使用玻璃或塑 料薄膜来做温室，是让太阳光能够直接照 射进温室，加热室内空气，而玻璃或透明 塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外 散发，室内的温度保护高于外界的状态， 以提供有利于植物快速生长的条件2）二氧化碳等气体不吸收来自太阳的短波辐射，（如可见光、紫外线等）IIIIIIIIIIII让这些辐射来到地面，使地面升温同时， 地面以长波形式辐射向外散热，而这些气 体又吸收大部分长波辐射，只让少部分热 辐射散失到宇宙中去，这叫温室效应。
产 生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧、甲 烷、氯氟烃、氧化二氮等，这些气体被称 作“温室气体”在温室里，玻璃能让阳 光进入室内，但它却吸收了一定比率的热 辐射，并阻挡这些进入室内的热辐射返回 空间，这样，不需要任何形式的加热补偿， 温室内白天的温度就能比室外气温高出 许多3）二氧化碳增加的原因：一是工 业发达，燃烧矿物燃料增加；二是世界范 围森林面积减少Ill（4）由环境污染引起的温室效应是 指地球表面变热的现象它会带来很多严 重恶果，概括起来有以下几种：使地球上 的病虫害增加，影响生物多样性；两极冰 山溶化，海平面上升；气候反常，海洋风 暴增多；土地干旱，沙漠面积增大；对人 类健康有不良影响等III我们不难发现，作为“温室气体”的 二氧化碳在大气层中的含量，将直接影响 着全球的气温，这就是说二氧化碳气体的 数量上升与下降直接影响着全球气温的上升与下降据估计，如果从大气中去除 二氧化碳的话，那么地球的年平均气温将 下降3・2°C,那样，地球就成了一个没有生命的冰封世界反之，如果大气层中二 氧化碳等“温室气体”的含量上升，那么， 温室效应将加剧，地球的年平均气温将上 升，地球将会变暖令人担忧的是， 室气体”的含量确实在上升，而且上升得越来越快。
二）建议人类活动正导致全球气温不断升高，III已成为全球接受的现实因此，削减温室 效应，防止全球变暖的有效办法是减少温室气体的排放量以下三点是我们可以也是应该做到的：（1）提高能源的利用率，减少化石燃料的使用，积极开发太阳能、风能、潮汐能、水能等清洁能源，减少 CO 的排放22）大力开展植树造林，靠大自然净化和调节能力降低二氧化碳的含量植 物是环境中二氧化碳和氧气的主要调节 器，它能吸收二氧化碳，放出氧气，维持大气中二氧化碳和氧气的平衡，因此保护 森林、造林绿化是减缓温室效应的重要措 施；Ill（3）积极参与国际社会控制温室气 体排放的行动和参与《气候变化框架公 约》，履行中国的承诺六、活动回顾虽然我们的化学兴趣小组进行了差 不多一个月的活动探究，一个月的时间既 不算长，也不算短，但我们感觉是像流星 一样飞掠而过，在这段时间内，我们通过 老师的讲解、查找阅读资料和亲身实践， 学会了许多以前没有学过的化学知识， 如：CO是影响温室效应的重要气体之一;IIIIII2 保护森林、造林绿化是减缓温室效应的重 要措施等在这次实验中，我们学会了怎 样去独立去解决问题；在调查活动中，我们面临了很多挑战，阻挡着我们前进的步伐，紧张的初三生活，接二连三的学科赛 事，期中考的挫折，优生竞赛的来临，包 括一些同学和老师对活动的不支持和不 理解，都压得我们透不过气，但是，我们每个成员都丝毫没有想过放弃的念头，正因为接受了这风雨的洗礼，一颗璀璨的结 晶在我们一点一滴的汗水中诞生。
现在活动已经圆满结束了，回想这个过程，同学 们同心协力，团结一致，配合行动，使我 们感到无论是学习还是探究活动，同学之 间要互相鼓励和帮助，这是一种精神的鼓 舞，只有亲身体验，才会有这个感觉，而 我们组的成员就有这种体会了作者学校：花都区北兴初级中学指导老师：温利广）点评：花都区北兴初级中学化学兴趣小组 A 组的同学，由观看电视节目触 动灵感、发现问题、引起兴趣，到成立研 究小组开展“二氧化碳与温室效应关系的 受控对比实验”探究并得到正确的结论， 整个过程明显地反映出：发现——思考—1=1—实验探究 科学探究过程，而且他们的实验探究具有 明确的实验目的、科学的实验原理和切实可行的实验方法设计，再看他们在实验探 究的过程中，那一丝不苟的实验操作、认真细致的实验观察、数据记录和分析，还有专心致志、全程投入和坚忍不拔的态 度，团结一致、同心协力和互相鼓励的精 神，活脱脱的就像一群小科学家他们在 “二氧化碳与温室效应关系的受控对比 实验”成功的经历说明，化学就在我们身 边，科学实验并不神秘，我们也能做得到只要我们努力学习、善于观察、勤于思考， 敢于质疑，我们就会发现在自己的日常生活中，有很多值得我们去关注、思考、探 索和研究的化学问题。
同学们，花都区北 兴初级中学化学兴趣小组A组的同学已为 我们做出了一个成功的范例，让我们共同 努力，积极投入到“我与化学”活动中去， 在实践中学习，在实践中锻炼、提高自己不过，别怪老师给小科学家们提个醒，在实践活动中，获得老师的指导和支持学会合理安排学习和实践活动的时间是 很重要的哟梁满灼）。