用傳感器測定氣體導熱性

楊延光 謝月平

（安徽省合肥市第一中學 安徽 合肥 230601）

在利用傳感器對溫度影響化學平衡的實驗進行研究時，筆者設計了如下實驗：取同樣容積的大試管分別裝有常壓下的空氣與二氧化氮，然后同時浸入冰水，利用數字傳感器測量溫度變化，預期現象是二氧化氮溫度降得慢，因為降低溫度，化學平衡會向減弱這種改變的方向進行，二氧化氮化合成四氧化二氮是放熱反應。結果卻很意外，二氧化氮反而降得快。實驗裝置及實驗記錄如下圖所示：

經過思考，并查閱有關資料，部分氣體0℃時的導熱系數 W/（m·℃）如下：

氣體 導熱系數 氣體 導熱系數氫氣 0.163 一氧化碳 0.0226氦氣 0.144 二氧化碳 0.0137氬氣 0.0173 甲烷 0.0300氖氣 0.0455 乙烷 0.0180氧氣 0.0240 丙烷 0.0148氮氣 0.0228 乙烯 0.0164空氣 0.0233 二氧化氮 0.16747

由此可見，二氧化氮的導熱能力遠強于空氣，所以平衡移動的因素對溫度的影響是次要的。

接下來，筆者取四種氣體空氣、二氧化氮、氫氣、二氧化碳做對比實驗，發現導熱系數與NO2相當的H2溫度下降快于NO2。結果既能體現氣體的導熱性又能體現二氧化氮的平衡移動，實驗圖所下所示：

通過現代實驗手段可以將原來定性的實驗轉為定量，結果更加真實可靠，我們廣大教師一定要跟上時代，用先進的儀器方法去給學生更好的分析問題的思路與手段。