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天空中像棉絮一樣飄浮著的云彩是人們最熟悉不過(guò)的自然景象了。那么,哪一朵云會(huì)下雨呢?這是關(guān)于天氣的一個(gè)最大的謎題。
眾多的科學(xué)家(普拉瑟就是其中之一)致力于回答“哪一朵云會(huì)下雨”這一個(gè)看似簡(jiǎn)單,實(shí)則很難回答的問(wèn)題。
長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家一直認(rèn)為煙塵和粉塵是水分子的最佳附著微粒。但最新研究發(fā)現(xiàn),天空中充滿了各種細(xì)菌,而其中一些細(xì)菌攜帶的基因能令它們形成冰晶。
這引起了研究人員極大的興趣,他們著手對(duì)漂浮在天空中的數(shù)千種微生物進(jìn)行研究,在相對(duì)較高的溫度條件下成核的云滴中究竟含有什么樣的奧秘呢?幾十年來(lái),科學(xué)家們一直都在尋找能夠讓大氣中的云滴在較暖條件下形成冰晶的神秘粒子。
促使冰晶形成的神秘粒子
回到本文開(kāi)頭,普拉瑟在10千米以上的高空發(fā)現(xiàn)了碳、氮和磷。我們知道,碳、氮和磷都是構(gòu)成生命的基本元素,因此它們的存在暗示生命的存在。在普拉瑟的眼中,天空并非沒(méi)有生命的世界,天空中充滿肉眼看不見(jiàn)的生命。
在過(guò)去20年中,遺傳技術(shù)取得了很大進(jìn)展,幫助研究人員更方便地從云中的成千上萬(wàn)種微生物中找出隱藏其中的少數(shù)像丁香假單胞菌這樣的成核微生物。美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的克里斯特納的實(shí)驗(yàn)最終證明,細(xì)菌的確能促使水凍結(jié)。
對(duì)地球生態(tài)影響巨大的空中生命
在天空中尋找微生物生命,還有可能讓我們重新認(rèn)識(shí)已知的細(xì)菌種類。
科學(xué)家認(rèn)為,空中微生物對(duì)生態(tài)的巨大影響力,使得人類活動(dòng)與天氣和氣候之間的密切關(guān)系變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜。森林可以通過(guò)將細(xì)菌和其他有機(jī)成分釋放到空中,形成局部降雨;沙漠里的灰塵和細(xì)菌飄到遠(yuǎn)處,在與濕潤(rùn)空氣相遇碰撞后,甚至可促成千里之外的降雨。這就帶來(lái)一個(gè)新的問(wèn)題:森林砍伐和荒漠化會(huì)對(duì)地球氣候和環(huán)境產(chǎn)生什么樣的影響?
研究人員對(duì)沙漠沙塵的研究已持續(xù)了幾十年,他們追蹤著它們蜿蜒盤(pán)旋在世界各地的軌跡,試圖了解其對(duì)環(huán)境的影響。現(xiàn)在看來(lái),塵埃顆粒只不過(guò)是一種載體,隱藏在其中的細(xì)菌可能才是對(duì)我們星球的氣候產(chǎn)生極大影響的掌控者。每年以各種方式進(jìn)入大氣層中的細(xì)菌總計(jì)多達(dá)200萬(wàn)噸,更別說(shuō)還有5500萬(wàn)噸的真菌孢子和難計(jì)其數(shù)的藻類,人們之前一直沒(méi)有注意到它們的存在,但如今科學(xué)家們終于意識(shí)到,地球大氣生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)生命多樣化的系統(tǒng),高空生態(tài)系統(tǒng)對(duì)明天的天氣或明年的收成有著十分重要的影響。云中存在著一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng),我們對(duì)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在很大程度上還不了解。
微生物人工降雨的設(shè)想
早在40前就有研究者提出,某些“制冰”微生物有可能在云中產(chǎn)生冰晶促成降雨。雖然目前仍不清楚大氣中的微生物是否真的能夠影響天氣,但這并沒(méi)能阻止一些樂(lè)觀的科學(xué)家進(jìn)行這方面的研究——將細(xì)菌作為一種工具來(lái)增加雨雪天氣。事實(shí)上,這方面的需要十分緊迫。有科學(xué)家預(yù)計(jì),受全球變暖影響,到2050年,地球上大約1/4的冰川將消失。
關(guān)鍵字:斜拉橋,拉索,風(fēng)雨激振
中圖分類號(hào):U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
1.引言
斜拉橋是一種由三種基本承載構(gòu)件,即梁(橋面)、塔和兩端分別錨固在塔和梁上的拉索共同承載的結(jié)構(gòu)體系,以其結(jié)構(gòu)受力性能好、跨越能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)造型多姿多彩、抗震能力強(qiáng)及施工方法成熟等特點(diǎn),而成為現(xiàn)代橋梁工程中發(fā)展最快、最具有競(jìng)爭(zhēng)力的橋型之一,在橋梁工程中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
由于斜拉索質(zhì)量、剛度和阻尼都很小,隨著斜拉橋跨度的增大,拉索振動(dòng)問(wèn)題的影響日益顯著。在各種振動(dòng)情況中,風(fēng)雨激振是拉索風(fēng)致振動(dòng)中最強(qiáng)烈的一種,且風(fēng)雨激振的起振條件容易滿足,振幅極大,對(duì)橋梁的危害最為嚴(yán)重,因而關(guān)于斜拉橋拉索風(fēng)雨激振的研究得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。
風(fēng)雨激振是指干燥氣候下氣動(dòng)穩(wěn)定的圓形截面的拉索,在風(fēng)雨共同作用下,由于水線的出現(xiàn),改變了拉索的截面形狀,使其在氣流中失去穩(wěn)定性,由此發(fā)生的一種大幅振動(dòng)。
2.研究現(xiàn)狀
2.1.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)是最早用于研究風(fēng)雨激振的手段。它可以獲得拉索風(fēng)雨激振最準(zhǔn)確的特征,為驗(yàn)證風(fēng)洞試驗(yàn)和理論分析研究結(jié)果的真實(shí)性、可靠性提供寶貴的資料。
Hikami等[1]對(duì)日本名港西(MeikoNishi)大橋的實(shí)測(cè)。20世紀(jì)80年代,在日本建造名港西大橋的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)了比較嚴(yán)重的風(fēng)雨激振現(xiàn)象,Hikami等選取了其中24根索進(jìn)行實(shí)測(cè),對(duì)該橋進(jìn)行了為期5個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),實(shí)測(cè)內(nèi)容包括索面的拉索振幅。
Main和Jone[3]對(duì)美國(guó)Fred Hartman橋的斜拉索風(fēng)雨激振記錄。進(jìn)行了16個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),分析了記錄的5000組5分鐘時(shí)程的斜拉索加速度和氣象資料。
陳政清[4]等對(duì)洞庭湖大橋的實(shí)測(cè)。自2001年1月至2004年4月,陳政清在國(guó)家自然科學(xué)基金資助下,與香港理工大學(xué)合作,在岳陽(yáng)洞庭湖大橋上進(jìn)行了連續(xù)4年的風(fēng)雨激振觀測(cè)研究。
通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外專家對(duì)風(fēng)雨激振現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的結(jié)果,得出了一些結(jié)論:(1) 與拉索振動(dòng)形態(tài)的關(guān)系。進(jìn)入穩(wěn)定的大幅振動(dòng)后,其波形猶如甩鞭狀,拉索表面會(huì)形成振蕩的水線,表現(xiàn)為低階振型。(2) 與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)雨激振存在起振振動(dòng),只在一定風(fēng)速范圍內(nèi)發(fā)生;在無(wú)雨情況下,很少觀測(cè)到風(fēng)雨激振,而且雨量為小到中雨情況觀測(cè)到風(fēng)雨激振次數(shù)最多。(3) 與拉索本身參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)雨激振的振幅大小與拉索的表面材料、長(zhǎng)度、風(fēng)偏角和傾斜方向等參數(shù)有關(guān)。
2.2.風(fēng)洞試驗(yàn)
按照水線的模擬方法,研究風(fēng)雨激振的風(fēng)洞試驗(yàn)可分為兩種類型:人工降雨試驗(yàn)和人工水線試驗(yàn)。
1. 人工降雨試驗(yàn)
人工降雨試驗(yàn)是在風(fēng)洞內(nèi)通過(guò)人工模擬降雨,提供與實(shí)際拉索發(fā)生風(fēng)雨激振相類似的風(fēng)雨條件,對(duì)通過(guò)彈簧懸掛在固定支架上的拉索節(jié)段模型進(jìn)行的一種試驗(yàn)形式。
2. 人工水線試驗(yàn)
人工水線試驗(yàn)是在風(fēng)洞內(nèi)對(duì)帶有人工水線的拉索節(jié)段模型進(jìn)行的一種試驗(yàn)形式。根據(jù)人工水線與拉索的連接形式和試驗(yàn)的測(cè)量?jī)?nèi)容的不同,人工水線試驗(yàn)可分為:固定人工水線測(cè)振試驗(yàn)、固定人工水線測(cè)力試驗(yàn)、固定人工水線測(cè)壓試驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)人工水線測(cè)振試驗(yàn)。
2.3.理論分析
目前關(guān)于斜拉索的風(fēng)雨激振問(wèn)題形成機(jī)理大致可分為如下幾類觀點(diǎn):
1. 馳振機(jī)理
日本的Hikami與Shiraishi[1]1985年在Meiko.Nishi橋最先觀測(cè)到風(fēng)雨激振現(xiàn)象。隨后他們通過(guò)一系列的人工降雨風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了這一現(xiàn)象。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上初步分析了風(fēng)雨振的發(fā)生機(jī)理,認(rèn)為風(fēng)雨激振可能有兩種機(jī)理:一種是Den Hartog馳振機(jī)理;另一種是彎扭兩個(gè)自由度馳振機(jī)理。
2. 上水線振蕩誘發(fā)機(jī)理
H.Yamaguchi[6]認(rèn)為單自由度Den Hartog馳振理論不能解釋風(fēng)雨振的形成機(jī)理水線是風(fēng)雨激振不可缺少的條件,當(dāng)水線的振蕩頻率接近于拉索的自振頻率時(shí),水線與拉索之間的相互作用導(dǎo)致斜拉索產(chǎn)生負(fù)阻尼,引發(fā)斜拉索發(fā)生大幅振動(dòng)。Peil, U.& Nahrath, N[8]認(rèn)為上水線的運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致風(fēng)雨振的主要原因。Seidel等[9]指出當(dāng)風(fēng)速大于某個(gè)限制,流動(dòng)不存在轉(zhuǎn)變,這時(shí)不會(huì)發(fā)生風(fēng)雨激振;發(fā)生風(fēng)雨激振的速度下限是由風(fēng)偏角和拉索傾斜角決定的。
3. 上水線特定位置致振機(jī)理
顧明和杜曉慶[10]建立了三維拉索風(fēng)雨激振的準(zhǔn)二自由度運(yùn)動(dòng)方程,氣動(dòng)力系數(shù)根據(jù)帶人工水線三維拉索模型試驗(yàn)得到,分析了水線平衡位置和水線振幅的取值,采用數(shù)值求解方法計(jì)算了拉索風(fēng)雨激振振幅,得出了水線特定位置是引起索結(jié)構(gòu)大幅振動(dòng)的主要因素的結(jié)論。
4. 渦激振動(dòng)機(jī)理
Delong Zuo[11]揭示了風(fēng)雨激振與高風(fēng)速下干索渦激振動(dòng)之間的聯(lián)系,認(rèn)為風(fēng)雨激振的內(nèi)在機(jī)理與渦激振動(dòng)的相同,與降水無(wú)關(guān)。由于風(fēng)偏角和拉索傾角的存在使得這種渦激振動(dòng)不同于經(jīng)典卡門(mén)渦脫,是一種三維渦激振動(dòng)。
2.4.CFD數(shù)值模擬
風(fēng)工程的研究方法中數(shù)值模擬是最近30年在前三種方法的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的,下面的介紹為CFD技術(shù)在拉索風(fēng)雨激振方面的相關(guān)研究。
陳文禮和李惠[13]提出物理試驗(yàn)與CFD數(shù)值模擬的混合子結(jié)構(gòu)方法,通過(guò)與圓柱渦激振動(dòng)的流固耦合方法結(jié)果進(jìn)行比較,分析了上水線對(duì)繞流場(chǎng)特性的影響,然后采用有限元程序ANSYS和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)程序CFX對(duì)考慮風(fēng)速剖面的CFRP斜拉索渦激振動(dòng)進(jìn)行流固耦合方法的CFD數(shù)值模擬。
3.結(jié)語(yǔ)與展望
本文參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),對(duì)斜拉橋拉索風(fēng)雨激振問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié), 并對(duì)今后的研究提出展望??偨Y(jié)如下:
在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和風(fēng)洞試驗(yàn)方面,未來(lái)的研究應(yīng)更加關(guān)注水線的形成及其在風(fēng)雨激振中的作用,精確測(cè)量不同拉索運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的水線形狀和位置,為理論分析和數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)。
在理論分析方面,雖然國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者和專家提出了各種理論模型和數(shù)值解析方法分析風(fēng)雨激振發(fā)生機(jī)理,但是迄今為止還是沒(méi)有一種大家公認(rèn)的對(duì)斜拉索風(fēng)雨激振的發(fā)生機(jī)理能夠完全解釋清楚的模型,今后的研究應(yīng)側(cè)重于風(fēng)雨激振的軸向流、風(fēng)場(chǎng)與水線間的氣液兩相耦合現(xiàn)象以及風(fēng)場(chǎng)、水線與拉索間的氣液固三相耦合現(xiàn)象的研究,對(duì)風(fēng)雨激振機(jī)理進(jìn)行更加深入和精細(xì)化的研究。
參考文獻(xiàn)
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從學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備上來(lái)看,學(xué)生已經(jīng)了解了很多有關(guān)CO2的現(xiàn)象和知識(shí)。從學(xué)生心理特征上來(lái)看,初三的學(xué)生正處于青春期,對(duì)外界事物及現(xiàn)象充滿了好奇心。他們對(duì)化學(xué)的興趣逐步由直覺(jué)興趣——操作興趣——具有因果關(guān)系的興趣向具有概括性的認(rèn)知興趣遷移。往往通過(guò)自主探究來(lái)了解一類物質(zhì)的規(guī)律知識(shí),甚至為此要求進(jìn)行一些創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和觀察活動(dòng)。從學(xué)生獲得知識(shí)與技能方面看,什么叫實(shí)驗(yàn)探究、如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)生不熟悉的。因而,在教學(xué)中教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的過(guò)程、方法和意義。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:能說(shuō)出二氧化碳的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì);能用二氧化碳的性質(zhì)解釋生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象;再次練習(xí)固體、液體藥品取用等基本操作。
過(guò)程與方法:通過(guò)對(duì)二氧化碳的性質(zhì)、用途等有關(guān)知識(shí)的探究學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)獲得知識(shí)的過(guò)程,使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過(guò)相互交流、探究式的學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)探究的興趣,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的強(qiáng)烈愿望。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生從生活視角觀察二氧化碳的存在及用途,再?gòu)纳鐣?huì)視角分析其使用,體會(huì)化學(xué)與社會(huì)的關(guān)系;在探究活動(dòng)中,感受合作學(xué)習(xí)、研討、理論聯(lián)系實(shí)際的重要性,創(chuàng)設(shè)學(xué)術(shù)氛圍、滲透科研方法,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)方法觀。通過(guò)對(duì)溫室氣體之一的二氧化碳的介紹,增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí),并且有意識(shí)辯證地看待問(wèn)題。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
探究二氧化碳與水反應(yīng),使學(xué)生認(rèn)識(shí)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)和掌握相關(guān)反應(yīng)方程式。
教具學(xué)具
實(shí)驗(yàn)用品:燒杯、集氣瓶、鐵架臺(tái)、試管、礦泉水瓶、噴壺、紙花、蠟燭、階梯、毛玻璃片、火柴;鹽酸、石灰石、水、石蕊試液
教學(xué)媒體的準(zhǔn)備及使用環(huán)境
媒體的準(zhǔn)備:幻燈片的制作,上網(wǎng)查找干冰升華、人工降雨視頻
媒體使用環(huán)境:多媒體教室
本節(jié)課提供了大量實(shí)驗(yàn)平臺(tái),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),但有的實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)有條件下無(wú)法完成,例如,干冰極不易保存,所以干冰升華、人工降雨實(shí)驗(yàn)在課上完成起來(lái)有困難。本節(jié)課我利用網(wǎng)絡(luò)資源,找到干冰升華、人工降雨的視頻,在課上播放,不但節(jié)省時(shí)間,而且效果非常好。多媒體展示自然、生動(dòng),使學(xué)習(xí)者易于接受,有利于激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由感性到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。學(xué)生通過(guò)對(duì)多媒體提供的大量信息進(jìn)行認(rèn)真觀察、思考,感知教材,既提高了課堂教學(xué)效率,又實(shí)現(xiàn)了化學(xué)教學(xué)的整體優(yōu)化。因此,通過(guò)多媒體資源與課堂教學(xué)的整合,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),使化學(xué)教學(xué)充滿生機(jī)和活力。
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
猜謎語(yǔ):農(nóng)民伯伯說(shuō)我是莊稼的糧食;消防隊(duì)員說(shuō)我是滅火先鋒;環(huán)境學(xué)家說(shuō)我是溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?。謎底:二氧化碳。
設(shè)計(jì)意圖:創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣。
設(shè)問(wèn):你還知道其他有關(guān)二氧化碳的事情嗎?
教師首先通過(guò)圖片展示二氧化碳循環(huán)圖,介紹固態(tài)二氧化碳——干冰,然后通過(guò)視頻播放干冰升華、人工降雨的過(guò)程,講解人工降雨的原理。
設(shè)計(jì)意圖:滲透生活中處處有化學(xué),激發(fā)學(xué)生探求新知的興趣。
環(huán)節(jié)一:二氧化碳的物理性質(zhì)
學(xué)生通過(guò)肉眼無(wú)法觀察到密度和溶解性,于是教師演示紙?zhí)炱綄?shí)驗(yàn),并指導(dǎo)學(xué)生親手做二氧化碳溶于水實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論:二氧化碳密度比空氣大,能溶于水。
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、分析問(wèn)題能力。
環(huán)節(jié)二:二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)
在二氧化碳溶于水的過(guò)程中,有沒(méi)有發(fā)生化學(xué)變化呢?教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)化學(xué)變化的判斷標(biāo)準(zhǔn);是否有新物質(zhì)生成;反應(yīng)物是否減少。
設(shè)計(jì)意圖:總結(jié)判斷化學(xué)變化的依據(jù),使學(xué)生形成階段性總結(jié)的意識(shí),拓展思維。
引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn):取少量瓶中液體于試管中,滴加石蕊試劑,石蕊變紅。是什么使石蕊變紅的?分析瓶中液體的成分:水、二氧化碳、新物質(zhì)。
結(jié)論1:二氧化碳與水反應(yīng)生成了一種酸——碳酸:
H2O+CO2==H2CO3 。
演示實(shí)驗(yàn):加熱變紅的小花又變回紫色。
結(jié)論2:碳酸不穩(wěn)定,受熱立刻分解,變成了二氧化碳和水:H2CO3== H2O+CO2。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生在探究二氧化碳的過(guò)程中,體驗(yàn)了一次完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,學(xué)生在明確了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的同時(shí),也提升了實(shí)驗(yàn)探究的能力。
演示實(shí)驗(yàn):檢驗(yàn)碳酸飲料中的二氧化碳,現(xiàn)象:石灰水變渾濁了。
結(jié)論3 : 二氧化碳能與石灰水反應(yīng):
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。
教師在此時(shí)提醒學(xué)生碳酸飲料會(huì)腐蝕牙齒;飲料中的磷酸影響鈣和鐵的吸收,造成缺鈣和貧血。
設(shè)計(jì)意圖:滲透生活中處處有化學(xué),激發(fā)學(xué)生探求新知的興趣。
講述和設(shè)疑:在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí),這個(gè)反應(yīng)可以用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w。那么如何驗(yàn)滿呢?
學(xué)生回答:用燃著的小木條,小木條熄滅。
結(jié)論4:一般情況下,二氧化碳不能燃燒,不支持燃燒,不供給呼吸。
設(shè)計(jì)意圖:用學(xué)生已經(jīng)熟悉的知識(shí)引出本節(jié)課新知識(shí),過(guò)渡自然,學(xué)生易于接受。
教師播放視頻:檢驗(yàn)久未開(kāi)啟的菜窖是否能下去;進(jìn)山洞用火把照明更安全。在久未開(kāi)啟的菜窖,干涸的深井等處一定要防止二氧化碳含量過(guò)高而危及生命。怎樣測(cè)試菜窖里二氧化碳的含量過(guò)高?
演示實(shí)驗(yàn):傾倒二氧化碳滅蠟燭實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)意圖:應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象,拓展視野,將課本上的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活,滲透生活中處處有化學(xué)。
環(huán)節(jié)三:二氧化碳的用途
根據(jù)二氧化碳的性質(zhì),總結(jié)二氧化碳的用途。
設(shè)計(jì)意圖:傳遞化學(xué)理念:物質(zhì)的性質(zhì)決定用途,用途反映物質(zhì)的性質(zhì)。
環(huán)節(jié)四:了解溫室效應(yīng)
CO2具有很多用途,那么在空氣中是否越多越好呢?展示溫室效應(yīng)圖片,讓學(xué)生感受溫室效應(yīng)的危害。
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生辯證地看待問(wèn)題的思維,辯證地看待二氧化碳?xì)怏w的利與弊,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。
環(huán)節(jié)五:小結(jié)
教學(xué)反思
1.縱觀本節(jié)課,信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的有效結(jié)合,提高學(xué)習(xí)的效果和效率,促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的深度理解和靈活運(yùn)用,促進(jìn)學(xué)生解決問(wèn)題以及創(chuàng)造能力的發(fā)展。同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)的能力、對(duì)信息內(nèi)容的理解與批判能力以及處理并運(yùn)用信息的能力。
2.以實(shí)驗(yàn)為載體,以問(wèn)題為導(dǎo)向,巧設(shè)化學(xué)情境,設(shè)疑啟思,激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。教學(xué)實(shí)踐充分證明學(xué)起于思、思起于疑、疑能生惑。因此,本節(jié)課,從猜謎語(yǔ)引入開(kāi)始,我的每個(gè)環(huán)節(jié)都從問(wèn)題開(kāi)始,利用設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn),以解決問(wèn)題結(jié)束,使學(xué)生始終處于主動(dòng)學(xué)習(xí)和不斷探究思考的過(guò)程中,培養(yǎng)其創(chuàng)造力。同時(shí),讓學(xué)生體驗(yàn)解決問(wèn)題后帶來(lái)的快樂(lè)與成就感,為創(chuàng)新性學(xué)習(xí)提供源源不斷的動(dòng)力。
那么,細(xì)菌真的一無(wú)是處嗎?答案是否定的!
實(shí)際上,并非所有的細(xì)菌都是壞東西,不少細(xì)菌對(duì)人類還有著獨(dú)特貢獻(xiàn)。例如,我們吃的泡菜、酸奶,都是經(jīng)過(guò)細(xì)菌“加工”才制成的……近年來(lái),隨著對(duì)細(xì)菌研究的日益深入,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多新的對(duì)人類有益的細(xì)菌。讓我們來(lái)看看,它們都有哪些神通廣大的本領(lǐng)。
“吃”掉甲烷防爆炸
瓦斯是甲烷等易燃物體的統(tǒng)稱。這種氣體在煤礦中自然產(chǎn)生,積累到一定濃度,就會(huì)引起井毀人亡的大爆炸。為了避免這類慘禍的發(fā)生,科學(xué)家研究了不少辦法。不久前,印度科學(xué)家找到了一種甲烷細(xì)菌。它生來(lái)就愛(ài)“吃”甲烷,易燃的甲烷經(jīng)過(guò)它的“消化”,就變成了不會(huì)燃燒的氣體。據(jù)試驗(yàn),在空氣中甲烷濃度達(dá)99%的礦井中,放進(jìn)大量甲烷細(xì)菌,不出一星期,細(xì)菌就吃掉了84%的甲烷,因此能輕而易舉地預(yù)防爆炸。
讓蚊子“”
最近,在中東某地的沼澤里,科學(xué)家找到一種滅蚊細(xì)菌,它能鉆進(jìn)蚊子體內(nèi)進(jìn)行繁殖,并產(chǎn)生出一種能吸水的蛋白質(zhì),透過(guò)蚊子的細(xì)胞膜吸收細(xì)胞中的水分,從而使細(xì)胞失水收縮,讓組織器官像曬干的泥土般龜裂開(kāi)來(lái),蚊子也就一命嗚呼了。奇怪的是,滅蚊細(xì)菌只對(duì)蚊子感興趣,對(duì)別的昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)獸、家禽、家畜一概無(wú)害。在試驗(yàn)中,科學(xué)家把0.4公斤滅蚊細(xì)菌噴撒在4000平方米土地上,48小時(shí)內(nèi)就消滅了90%以上的蚊子。而且,這種滅蚊方法不會(huì)造成環(huán)境污染,效果遠(yuǎn)比DDT等殺蟲(chóng)劑好。
耕云播雨
在眾多人工降雨方法中,細(xì)菌降雨是最奇妙的一種。美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了好幾種能凝聚水蒸氣的催雨細(xì)菌。它們“住”在大海的氣泡里,海浪擊碎氣泡后,細(xì)菌升到空中,將空氣中的水蒸氣凝聚成水滴并降下雨來(lái)?,F(xiàn)在,科學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室里繁殖了這種細(xì)菌,并在實(shí)驗(yàn)中成功地降下細(xì)雨。在不遠(yuǎn)的將來(lái),我們也許就能派這些細(xì)菌到藍(lán)天上去耕云播雨了。
細(xì)菌發(fā)電
燃料電池是21世紀(jì)80年代誕生的新型高效電池,能直接把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。在這種電池中,能加速化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的催化劑是技術(shù)關(guān)鍵……近年來(lái),科學(xué)家從一種細(xì)菌中成功提取出甲醇脫氫酶來(lái)代替金屬做催化劑,使電池化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的效率提高了60%~70%。而且,細(xì)菌可以大量繁殖,產(chǎn)生出大量酶,從而使電池成本大大降低。這種用細(xì)菌酶做的電池,就是細(xì)菌電池。
高效產(chǎn)油
1凍害
1.1癥狀。
凍害可使果樹(shù)花芽、枝條、根頸、主干及果實(shí)受害?;ㄆ谑芎Γ軆龊荛_(kāi)放但不能結(jié)果;枝條受凍,輕者木質(zhì)部變褐,重者干枯死亡;主干受害表現(xiàn)為縱裂,誘發(fā)腐爛病發(fā)生。
1.2發(fā)生原因。
主要原因是冬季溫度過(guò)低、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)或花芽萌動(dòng)后遇到強(qiáng)寒流侵襲。樹(shù)體本身原因主要有以下幾個(gè)方面:一是樹(shù)種或品種抗寒能力低,不適宜當(dāng)?shù)卦灾病6菢?shù)體營(yíng)養(yǎng)積累不夠,降低了本身抗寒能力。主要原因是枝條生長(zhǎng)不充實(shí)、果樹(shù)生長(zhǎng)后期偏施氮肥、秋冬季水肥過(guò)多導(dǎo)致枝條徒長(zhǎng),木質(zhì)化程度低,減少了營(yíng)養(yǎng)積累;結(jié)果量過(guò)大,大量消耗樹(shù)體養(yǎng)分。三是病蟲(chóng)危害導(dǎo)致樹(shù)體受傷,降低抗寒能力。
1.3預(yù)防措施。
選擇抗寒樹(shù)種和品種;科學(xué)選擇建園地點(diǎn),適地適栽,充分利用小氣候,減輕樹(shù)體受凍害的程度;加強(qiáng)綜合管理,提高樹(shù)體抗寒能力。果樹(shù)管理后期,少施氮肥,多施磷鉀肥,控制灌水,抑制樹(shù)體生長(zhǎng),使樹(shù)體各部分充分成熟;嚴(yán)格疏花疏果,控制結(jié)果量;加強(qiáng)病蟲(chóng)害防治等以增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),提高抗寒能力;做好越冬防寒工作。如埋土、涂抹防凍劑、套袋等。
2霜害
2.1癥狀。
早春芽萌動(dòng)后受晚霜危害,嫩芽和嫩枝變褐,芽鱗松散。花期遇霜害,雌蕊和雄蕊耐寒性最差,極易造成傷害,表現(xiàn)變褐、干枯,影響授粉受精。幼果受害較輕時(shí),幼胚變褐,但果實(shí)仍為綠色,漸漸脫落,受害重時(shí)全果變褐,很快脫落。
2.2原因。
果樹(shù)生長(zhǎng)季節(jié)由于急劇降溫,小氣候凝結(jié)成霜,使幼嫩部分受凍的造成的。
2.3預(yù)防措施。
采取措施延遲發(fā)芽。通過(guò)春季灌水降低地溫;樹(shù)干、大枝涂白,減少樹(shù)體吸收熱能,推遲發(fā)芽。人工改善果園小氣候。采用熏煙法、吹風(fēng)法、噴灌、人工降雨等辦法提高溫度,減輕凍害。加強(qiáng)綜合管理,增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),提高抗寒能力。果樹(shù)受到霜害,應(yīng)加強(qiáng)肥水管理,采取人工授粉,提高坐果率,保證產(chǎn)量。
3抽條
3.1癥狀。
常見(jiàn)于細(xì)弱枝、病蟲(chóng)枝、幼旺樹(shù)1~2年生枝,枝條韌皮部皺縮甚至干枯死亡。
3.2原因。
主要是不良環(huán)境影響,關(guān)鍵因素是低溫和干燥,尤其是春季干燥多風(fēng),地溫較低,根系未開(kāi)始活動(dòng),無(wú)吸水能力,不能及時(shí)補(bǔ)充地上損失水分,導(dǎo)致抽條。另外,一些枝干害蟲(chóng)危害,破壞枝條表皮,造成傷口過(guò)多,加劇水分散失。枝條營(yíng)養(yǎng)狀況不良也會(huì)造成抽條,果樹(shù)越冬前不能及時(shí)停長(zhǎng),養(yǎng)分儲(chǔ)存不足,木質(zhì)化程度低。
3.3預(yù)防措施。
合理栽植,建園時(shí)避開(kāi)低洼、黏重土壤,選擇地勢(shì)較高、水源便利地塊。加強(qiáng)栽培管理,增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),提高抗寒性。肥水管理采取前促后控措施,前期加強(qiáng)肥水管理,后期加強(qiáng)磷鉀肥的施入,控制氮肥和灌水,保證樹(shù)體及時(shí)停長(zhǎng)。防治枝干害蟲(chóng),搞好病蟲(chóng)害的綜合防治。創(chuàng)造良好的小氣候條件。營(yíng)造防護(hù)林,降低風(fēng)速,提高果園溫度。樹(shù)下鋪塑料膜或樹(shù)盤(pán)內(nèi)覆蓋秸稈等,保持土壤濕度,提高土壤地溫。新植幼樹(shù)在越冬前可套塑料袋或布袋,或用稻草包扎緊實(shí),第二年萌動(dòng)前解除。
4日灼
4.1癥狀。
冬春日灼發(fā)生在主干和主枝上,以西南面為多。樹(shù)皮變色橫裂成塊狀,嚴(yán)重時(shí)皮層與木質(zhì)部分離、逐漸干枯凹陷或脫落,造成植株或枝條死亡。夏季日灼主要發(fā)生在枝干、葉片和果實(shí)上,均表現(xiàn)局部組織死亡。枝干表皮變褐并脫落,重者變黑、干枯開(kāi)裂;葉片受害變黑,成焦?fàn)?,造成脫落。果?shí)受害后,向陽(yáng)面變成褐色,粗糙,皮層變厚,成死組織,逐漸干枯,開(kāi)裂。
4.2原因。
冬春日灼主要原因是太陽(yáng)直射到枝干表面,溫度較高,凍結(jié)的細(xì)胞液溶解,夜間氣溫驟降,細(xì)胞有凍結(jié)。經(jīng)過(guò)多次凍融交替,造成細(xì)胞大量死亡,產(chǎn)生日灼。夏季日灼主要與這個(gè)季節(jié)天氣干旱、溫度較高、日照較強(qiáng),如土壤缺水,蒸騰作用不能正常進(jìn)行,導(dǎo)致各器官表面溫度過(guò)高而灼傷。
4.3防治措施。
人工智能 人工智能技術(shù)綜述 人工智能教育 人工智能論文 人工智能課堂 人工智能的發(fā)展?fàn)顩r 人工智能技術(shù) 人工智能課程 人工智能專業(yè) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀