第一篇：實(shí)驗(yàn)用DrDAQ pH計(jì)測(cè)量各種常見飲料的pH值

實(shí)驗(yàn)用DrDAQ pH計(jì)測(cè)量各種常見飲料的pH值

說明：下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由Pico Technology撰寫，廣州虹科翻譯。

簡(jiǎn)介

在這里，英國(guó)Pico研發(fā)生產(chǎn)的DrDAQ外接一個(gè)pH電極作為pH計(jì)，測(cè)量整個(gè)pH范圍內(nèi)的普通飲料的pH值。

最近，牙醫(yī)開始警告人們飲用酸性飲料的危害。牙醫(yī)認(rèn)為青少年喝大量碳酸“流行”的飲料，牙釉質(zhì)被飲料中的酸溶解，從而牙齒被腐蝕。運(yùn)動(dòng)員飲用運(yùn)動(dòng)飲料也遭受同樣的風(fēng)險(xiǎn)。推薦的“安全”級(jí)別飲料的pH值是5.5，低于這個(gè)值的任何東西都會(huì)促進(jìn)牙齒的腐蝕。該實(shí)驗(yàn)著眼于不同飲料的相對(duì)的pH值，并根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)的確定一個(gè)特定的飲料是否是“安全”的。在這里DrDAQ拋磚引玉，方便后續(xù)進(jìn)一步研究成蛀牙和牙釉質(zhì)脫落。該實(shí)驗(yàn)適合14歲以及以上的人士，要求對(duì)pH值測(cè)量知識(shí)有基本的了解。

設(shè)備要求

? ? ? DrDAQ數(shù)據(jù)記錄儀 連接到電腦（英國(guó)Pico公司研發(fā)生產(chǎn)）pH傳感器（DD011）

裝飲料的容器（我們使用塑料杯）

我們選擇的常見飲料：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 橙汁 蘋果汁 黑咖啡 紅茶 檸檬茶 原味可樂 百事可樂 櫻桃可樂 利賓納 檸檬果汁 牛奶

實(shí)驗(yàn)配置

? ? ? ? 給所有的杯子倒入等量的液體，要求蓋住pH電極的尖端； 標(biāo)記所有杯子裝的液體，以便后續(xù)辨認(rèn)；

將pH電極接入DrDAQ，運(yùn)行PicoLog軟件； 您可以選擇使用緩沖溶液校準(zhǔn)pH電極；

? 保證所有的飲料的溫度一致，且處于相對(duì)穩(wěn)定的室溫下，因?yàn)閜H讀數(shù)會(huì)隨著溫度變化而變化，溫度一致非常重要。

上圖顯示實(shí)驗(yàn)配置

開展實(shí)驗(yàn)

這里有一些常見的物質(zhì)的pH值表以供參考。

物質(zhì) pH 鹽酸 0 胃酸 2 醋 3 番茄 4

物質(zhì) pH 純凈水 7 血液 7.5 家庭清潔用品 11 爐灶清潔劑 14 在實(shí)驗(yàn)開始之前，制一個(gè)表，列出您所有需要測(cè)試的飲料，并指明您預(yù)期的pH值。創(chuàng)建如下圖所示的表格：

液體 預(yù)期的pH值 記錄的pH值

橙汁

蘋果汁

黑咖啡

紅茶

在每一個(gè)液體里輕輕攪動(dòng)pH電極一兩分鐘，待到讀數(shù)穩(wěn)定之后將pH值記錄到表中，并移到下液體。

注意：每次測(cè)試每個(gè)液體前請(qǐng)注意在裝有水的大容器里徹底清潔pH電極，以減少液體間的交叉污染。

當(dāng)你已經(jīng)測(cè)試了所有的飲料，繪制每個(gè)欄顯示的期望值和記錄值結(jié)果的條形圖。問題和討論的結(jié)果

pH值的公式：

pH = –log[H+] Q1.對(duì)于您所獲得的結(jié)果，您可以預(yù)測(cè)我們?nèi)粘ＯM(fèi)的食品和飲料的可能的pH值嗎？ Q2.當(dāng)[H+]為9.5E-8 M，計(jì)算溶液的pH值。Q3.當(dāng)pH為5.45時(shí)，計(jì)算溶液中的 [H+]。

進(jìn)一步研究

? ? pH讀數(shù)如何隨著液體溫度的變化而變化？（可以加熱緩存溶液）如果您不這樣做，可以調(diào)查如何校準(zhǔn)pH電極。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

下面顯示的預(yù)期的結(jié)果是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)開始前在Pico內(nèi)部統(tǒng)計(jì)的平均值。

液體 預(yù)期的pH值 記錄的pH值

牛奶 8 6.76

檸檬果汁 4.5 3.56

利賓納 5 3.19

櫻桃可樂 3 2.17

百事可樂 3 2.63

原味可樂 2.5 2.61

黑咖啡 7.5 5.51

紅茶 7.5 6.37

檸檬茶 5 3.73

蘋果汁 3.5 3.49

橙汁 4 3.84

預(yù)期結(jié)果 VS 記錄結(jié)果對(duì)比圖

警告：堅(jiān)決不能喝實(shí)驗(yàn)室里化學(xué)品。

結(jié)果表明，一些飲料具有類似的酸性pH。這并不意味著酸性飲料可以安全飲用。問題答案

A1.我們可以預(yù)測(cè)大多數(shù)的食品和飲料的pH值都是中性或者酸性的。A2.pH = 7.02 A3.[H+] = 3.5E-6 M 背景資料以供討論

當(dāng)牙釉質(zhì)被牙齒上的酸破壞后就會(huì)出現(xiàn)牙齒腐蝕。從酸性到腐蝕產(chǎn)生細(xì)菌發(fā)生的損壞是一個(gè)不同的過程。

不像蛀牙，腐蝕影響牙齒的整個(gè)表面。長(zhǎng)時(shí)間暴露于酸性環(huán)境會(huì)導(dǎo)致釉質(zhì)漸進(jìn)性喪失與牙齒“收縮”、咬邊處粉碎。最終，牙本質(zhì)暴露，導(dǎo)致牙疼，甚至是牙齒壞死。這個(gè)過程是不可逆的，需要花費(fèi)昂貴的牙科美容以恢復(fù)功能和外觀。

從這里得到的結(jié)果，我們可以看到，幾種常見飲品低于“安全”的建議5.5 pH值。為了減少損害，請(qǐng)您遵循下面牙醫(yī)建議。

牙醫(yī)建議

在牙齒暴露在酸性條件下后，牙釉質(zhì)被軟化變得脆弱。唾液中的鈣鹽會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)重新提供礦質(zhì)，使得軟化牙釉質(zhì)變硬。因此，喝了酸性飲料之后，不要立刻刷牙，這樣會(huì)進(jìn)一步破壞軟化的牙釉質(zhì)，加速腐蝕的過程-至少等半小時(shí)之后再刷牙。

教師說明

實(shí)驗(yàn)要求被測(cè)所有的液體的溫度大致相同。因此應(yīng)該提前做好準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)總共花費(fèi)20至30分鐘的時(shí)間。

第二篇：用拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)專題

研究報(bào)告

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

序號(hào)：05 用拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

普通物理實(shí)驗(yàn)中，在測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度時(shí)，是在架子上直接利用鋼尺進(jìn)行測(cè)量的，這樣既不便測(cè)量又會(huì)造成較大的測(cè)量誤差;在測(cè)量平面鏡與標(biāo)尺之間的距離時(shí)，是直接利用鋼尺進(jìn)行測(cè)量的，這樣測(cè)量不易保證鋼尺的水平性，從而增加了測(cè)量誤差;在測(cè)量金屬絲伸長(zhǎng)量時(shí)，實(shí)驗(yàn)利用光杠桿和望遠(yuǎn)鏡等儀器，操作比較麻煩，在調(diào)整望遠(yuǎn)鏡及標(biāo)尺位置時(shí)，不易與平面鏡對(duì)準(zhǔn)，而且從望遠(yuǎn)鏡中讀數(shù)時(shí)，視線不易與刻度線平齊、容易使眼疲勞和晃動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，這都會(huì)造成較大的讀數(shù)誤差;在加砝碼后，砝碼經(jīng)常會(huì)持續(xù)的晃動(dòng)，使金屬絲受力大小不停的變化，不利于讀數(shù)，也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。為了使實(shí)驗(yàn)更具準(zhǔn)確性及學(xué)習(xí)性，以下我將從這四個(gè)方面對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改良。

針對(duì)直接在儀器上用鋼尺對(duì)待側(cè)金屬絲進(jìn)行測(cè)量造成的誤差，我將利用靈敏度較大的歐姆表來代替鋼尺進(jìn)行測(cè)量。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先利用歐姆表測(cè)量0.5米待測(cè)金屬絲的電阻，算出單位長(zhǎng)度金屬絲的電阻R1，然后再測(cè)量我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)，鋼絲上夾頭與下夾頭之間金屬絲的電阻R2,再利用L=R2/R1求出金屬絲的長(zhǎng)度。我認(rèn)為這樣改良，雖然增加了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，而且增加了歐姆表這個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器，從而增加了實(shí)驗(yàn)的開支，但這樣可以使學(xué)生多學(xué)一些知識(shí)，例如：學(xué)生對(duì)歐姆表的使用以及金屬絲電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系等知識(shí)的學(xué)習(xí)。而且這樣改良也可以減少金屬絲的測(cè)量誤差，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

對(duì)于測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體之間水平距離時(shí)，如何保證鋼尺良好的水平性，我將利用連通器原理進(jìn)行改良。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，取一個(gè)塑料細(xì)管，把管內(nèi)注入一些水，然后把細(xì)管的一端放在其中一個(gè)物體的邊緣，把另一端放在另一物體的邊緣，測(cè)量時(shí)鋼尺的兩端與塑料管兩端管內(nèi)的水面平齊，這樣就可以保證鋼尺在測(cè)量時(shí)的水平性，從而更加準(zhǔn)確的測(cè)量出兩物體之間的水平距離，減少實(shí)驗(yàn)誤差。而且該實(shí)驗(yàn)中利用了連通器的原理，也能使學(xué)生更加深入的掌握連通器原理，并活學(xué)活用，利用連通器原理對(duì)生活的一些方法進(jìn)行改良，例如：在工地上對(duì)同一高度做標(biāo)記時(shí)，就可以利用連通器原理來找出同一高度的位置。有利于學(xué)生知識(shí)與動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

針對(duì)利用光杠桿和望遠(yuǎn)鏡等儀器出現(xiàn)的問題，我將通過改變儀器來消除。我利用的也是光杠桿原理，我把放置平面鏡的地方換成了我初中時(shí)玩的一種激光燈 研究報(bào)告

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

序號(hào)：05(該燈可以發(fā)出很細(xì)且?guī)墓饩€，而且光線強(qiáng)度較強(qiáng))。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，把激光燈前端放在支架上，后端放在與金屬絲 相連的圓座上，使得在拉金屬絲時(shí)，激光燈發(fā)出光線與水平夾角隨著金屬絲的長(zhǎng)度的變化而變化。在裝有標(biāo)尺與望遠(yuǎn)鏡的鐵架上只保留一個(gè)標(biāo)尺，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整鐵架的位置，使得激光燈發(fā)出的光線照在標(biāo)尺上，在這一步中，因?yàn)榧す鉄舭l(fā)出的光線是有色且亮的，故很容易調(diào)整標(biāo)尺的位置。因?yàn)椴恍枰ㄟ^望遠(yuǎn)鏡來讀數(shù)了，就不會(huì)有因?yàn)橥h(yuǎn)鏡晃動(dòng)而產(chǎn)生誤差了，而且直接在標(biāo)尺上讀數(shù)，容易使視線與刻度線平齊，降低眼疲勞等問題，使得讀數(shù)更加準(zhǔn)確。這樣改良實(shí)驗(yàn)，既能減少實(shí)驗(yàn)的難度，又能使實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，而且由于我 利用的那種激光燈相對(duì)于望遠(yuǎn)鏡等儀器很便宜，故還可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)的開支。

針對(duì)砝碼晃動(dòng)引起金屬絲受力不斷變化，從而導(dǎo)致讀數(shù)誤差增大這一問題，我將在砝碼周圍增加一些器件來使其停止晃動(dòng)。我的具體方法是，在裝有待測(cè)金屬絲的楊氏模量?jī)x底座上安裝兩根相互垂直的滑桿，且兩桿的中心相互重疊，在兩個(gè)滑桿上分別套上兩個(gè)帶套的鐵片，這兩個(gè)鐵片分別在桿中心的兩邊，而且這些鐵片的套上分別都有一個(gè)螺帽，擰動(dòng)螺帽可以控制鐵片在滑桿上的滑動(dòng)及靜止。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，在把砝碼放到砝碼盤后，滑動(dòng)滑桿上的四個(gè)鐵片，使鐵片貼在砝碼上，但不給砝碼豎直方向上的力，并擰動(dòng)螺帽固定鐵片，從而使砝碼停止 晃動(dòng)，然后再進(jìn)行讀數(shù)，這樣就會(huì)消除由于砝碼晃動(dòng)造成讀數(shù)的困難以及造成的讀數(shù)誤差。這樣改良實(shí)驗(yàn)，雖然增加了實(shí)驗(yàn)器件，從而增加了實(shí)驗(yàn)開支，以及增加了實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜性，但有利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，以及增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜合起來，這樣改良還算可以。