專利名稱：蓋呂薩克定律演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教具，具體地說(shuō)是一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置。
背景技術(shù)：
在課堂上要讓學(xué)生們快速牢記一些知識(shí)點(diǎn)，教師會(huì)選擇各種教具輔助教學(xué)。但是現(xiàn)有技術(shù)中的教具存在很多的不足。以演示蓋呂薩克定律的教具為例，蓋·呂薩克定律即等壓過(guò)程，是理想氣體狀態(tài)方程的一個(gè)特例，數(shù)學(xué)表達(dá)式為
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r 2 夏2式中是過(guò)程前后氣體體積，！\、T2是過(guò)程前后氣體的熱力學(xué)溫度(K)。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的教具，汞滴式蓋呂薩克定律演示裝置，這樣的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是這個(gè)方案不僅由于在中小學(xué)禁止使用汞做實(shí)驗(yàn)而不可行，而且其中存在科學(xué)性錯(cuò)誤，因?yàn)樯鲜?I)式中\(zhòng)、\是過(guò)程前后氣體的總體積，并非體積增量。所以這樣的教具對(duì)孩子們會(huì)起到誤導(dǎo)的作用。此外還有許多方案，例如使用電熱的，甚至加了風(fēng)扇使容器內(nèi)空氣流動(dòng)達(dá)到溫度均勻，教具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，誤差較大，而且生產(chǎn)成本高。畢竟作為普及使用的教具，成本也是需要考慮的一個(gè)問(wèn)題。對(duì)此我們深入研究，研制一種能兼顧制作成本和教學(xué)效果的教具，填補(bǔ)這項(xiàng)空白技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的就是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置，能直觀表現(xiàn)出熱交換的特性，提高演示精度。整個(gè)演示裝置安全無(wú)毒，同時(shí)也盡可能降低生產(chǎn)成本。為達(dá)到所述目的，本發(fā)明蓋呂薩克定律演示裝置，包括水槽，所述水槽中設(shè)有溫度感應(yīng)定位圈，溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)固定有溫度計(jì)或溫度感應(yīng)元件，所述水槽中設(shè)有通過(guò)連接管連接的容器筒和變量測(cè)定器，所述容器筒和變量測(cè)定器分別為管徑不同的帶有刻度的透明注射器，透明注射器的刻度為體積標(biāo)度，容器筒的最小分度值不大于5mL，變量測(cè)定器的最小分度值不大于lmL，水槽的高度高于實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)注射器內(nèi)的的氣體空間，所述水槽側(cè)面設(shè)有排水孔。優(yōu)選的，所述水槽設(shè)有蓋體，溫度感應(yīng)定位圈安裝在蓋體上。這樣的結(jié)構(gòu)主要用于溫度計(jì)，溫度計(jì)直接插在水槽蓋體上，安裝和讀數(shù)都非常方便，而且溫度計(jì)不接觸水槽內(nèi)部，減少讀數(shù)誤差。優(yōu)選的，所述溫度感應(yīng)定位圈數(shù)量為三個(gè)，分布在水槽的不同高度的側(cè)壁上，每個(gè)溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)均固定有溫度感應(yīng)元件，所述三個(gè)溫度感應(yīng)元件連接到一個(gè)溫度指示終端。這樣取多個(gè)位置的溫度進(jìn)行分析，不僅能知道水槽中的水是否分布均勻，同時(shí)也能確保記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。優(yōu)選的，所述注射器的接口為錐形。這樣的結(jié)構(gòu)便于和連通管連接不易脫出，也確保了氣密性。進(jìn)一步的，本發(fā)明還包括蓋呂薩克定律演示裝置的使用方法包括步驟一，將容器筒含氣量定位在100ml，變量測(cè)定器定位在5ml，先在水槽內(nèi)加滿冷水，約2分鐘后待水溫平衡后觀察并記錄溫度和氣體的總體積，總體積應(yīng)該是兩個(gè)注射器內(nèi)氣體體積之和，再加上連接管的校正體積；步驟二，放掉部分或全部的冷水，加入部分的熱水或全部的溫水，約2分鐘后待水溫平衡，觀察并記錄溫度和總體積；步驟三，在熱水的冷卻過(guò)程中，分段或定時(shí)觀測(cè)水溫和總體積，并紀(jì)錄；
V γ步驟四，按公式i計(jì)算驗(yàn)證。通過(guò)正確的操作步驟，減少不必要的操作，能· V2 I1
有效降低誤差，同時(shí)提高演示效果。優(yōu)選的，所述實(shí)驗(yàn)中水的熱力學(xué)溫度高、低比不大于I. 15。溫差太大不僅會(huì)影響試驗(yàn)器材的試驗(yàn)性能，導(dǎo)致誤差偏大。通過(guò)所述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明容器筒和變量測(cè)定器的容積能夠調(diào)節(jié)，使兩者內(nèi)的氣壓始終恒定。用室溫下的“冷”水和溫度在100°c以內(nèi)的熱水改變氣體溫度,從而演示蓋呂薩克定律。優(yōu)點(diǎn)是水的熱容量大，空氣的熱容量小，浸在水中的容器內(nèi)的空氣能夠快速達(dá)到熱平衡，并且溫度比較穩(wěn)定，測(cè)量比較準(zhǔn)確。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的汞滴式蓋呂薩克定律演示裝置。圖2為本發(fā)明一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置采用溫度計(jì)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明蓋呂薩克定律演示裝置如圖2所示，包括水槽4，水槽4應(yīng)由透明材料制成，內(nèi)部尺寸應(yīng)不小于110mmX45mmX190mm，透光率在90%以上。所述水槽4中設(shè)有溫度感應(yīng)定位圈，溫度感應(yīng)定位圈由軟性材料制成，其內(nèi)固定有溫度計(jì)3或溫度感應(yīng)元件，所述水槽4中設(shè)有通過(guò)連接管5連接的容器筒I和變量測(cè)定器2，所述容器筒I和變量測(cè)定器2分別為管徑不同的帶有刻度的透明注射器，透明注射器的刻度為體積標(biāo)度，容器筒I的最小分度值不大于5mL，變量測(cè)定器2的最小分度值不大于lmL，且在水溫改變1°C時(shí)，變量測(cè)定器應(yīng)能自動(dòng)調(diào)整容積。水槽4的高度高于實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)注射器內(nèi)的的氣體空間，所述水槽4側(cè)面設(shè)有排水孔。所述水槽4設(shè)有蓋體，溫度感應(yīng)定位圈安裝在蓋體上。為了確保測(cè)試溫度準(zhǔn)確，所述溫度感應(yīng)定位圈數(shù)量為三個(gè)，分布在水槽4的不同高度的側(cè)壁上，每個(gè)溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)均固定有溫度感應(yīng)元件，所述三個(gè)溫度感應(yīng)元件連接到一個(gè)溫度指示終端。但是這樣的結(jié)構(gòu)成本較高，因此僅用于教學(xué)要求較高的場(chǎng)合，一般情況下溫度計(jì)就可以了。所述注射器的接口為錐形。演示時(shí)按照以下步驟進(jìn)行步驟一，將容器筒I含氣量定位在100ml，變量測(cè)定器2定位在5ml，先在水槽4內(nèi)加滿冷水，約2分鐘后待水溫平衡后觀察并記錄溫度和氣體的總體積，總體積應(yīng)該是兩個(gè)注射器內(nèi)氣體體積之和，再加上連接管5的校正體積；步驟二，放掉部分或全部的冷水，加入部分的熱水或全部的溫水，約2分鐘后待水溫平衡，觀察并記錄溫度和總體積；步驟三，在熱水的冷卻過(guò)程中，分段或定時(shí)觀測(cè)水溫和總體積，并紀(jì)錄；步驟四，按公式
權(quán)利要求
1.蓋呂薩克定律演示裝置，其特征在于包括水槽(4)，所述水槽(4)中設(shè)有溫度感應(yīng)定位圈，溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)固定有溫度計(jì)(3)或溫度感應(yīng)元件，所述水槽(4)中設(shè)有通過(guò)連接管(5)連接的容器筒⑴和變量測(cè)定器(2)，所述容器筒⑴和變量測(cè)定器(2)分別為管徑不同的帶有刻度的透明注射器，容器筒(I)的最小分度值不大于5mL，變量測(cè)定器(2)的最小分度值不大于lmL，水槽(4)的高度高于實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)注射器內(nèi)的的氣體空間，所述水槽(4)側(cè)面設(shè)有排水孔。
2.如權(quán)利要求I所述的蓋呂薩克定律演示裝置，其特征在于所述水槽(4)設(shè)有蓋體，溫度感應(yīng)定位圈安裝在蓋體上。
3.如權(quán)利要求I所述的蓋呂薩克定律演示裝置，其特征在于所述溫度感應(yīng)定位圈數(shù)量為三個(gè)，分布在水槽(4)的不同高度的側(cè)壁上，每個(gè)溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)均固定有溫度感應(yīng)元件,所述三個(gè)溫度感應(yīng)元件連接到一個(gè)溫度指示終端。
4.如權(quán)利要求I所述的蓋呂薩克定律演示裝置，其特征在于所述注射器的接口為錐形。
5.一種如權(quán)利要求I所述的蓋呂薩克定律演示裝置的使用方法包括 步驟一，將容器筒(I)含氣量定位在100ml，變量測(cè)定器(2)定位在5ml，先在水槽(4)內(nèi)加滿冷水，約2分鐘后待水溫平衡后觀察并記錄溫度和氣體的總體積，總體積應(yīng)該是兩個(gè)注射器內(nèi)氣體體積之和，再加上連接管(5)的校正體積； 步驟二，放掉部分或全部的冷水，加入部分的熱水或全部的溫水，約2分鐘后待水溫平衡，觀察并記錄溫度和總體積； 步驟三，在熱水的冷卻過(guò)程中，分段或定時(shí)觀測(cè)水溫和總體積，并紀(jì)錄； r I* I 步驟四，按公式77*= 7計(jì)算驗(yàn)證。
6.如權(quán)利要求4所述的使用方法，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)中水的熱力學(xué)溫度高、低比不大于I. 15。
全文摘要
本發(fā)明的目的就是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置，能直觀表現(xiàn)出熱交換的特性，提高演示精度。整個(gè)演示裝置安全無(wú)毒，同時(shí)也盡可能降低生產(chǎn)成本。為達(dá)到所述目的，本發(fā)明包括水槽，所述水槽中設(shè)有溫度感應(yīng)定位圈，溫度感應(yīng)定位圈內(nèi)固定有溫度計(jì)或溫度感應(yīng)元件，所述水槽中設(shè)有通過(guò)連接管連接的容器筒和變量測(cè)定器，水槽的高度高于實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)注射器內(nèi)的氣體空間，所述水槽側(cè)面設(shè)有排水孔。通過(guò)所述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明容器筒和變量測(cè)定器的容積能夠調(diào)節(jié)，使兩者內(nèi)的氣壓始終恒定。用室溫下的“冷”水和溫度在100℃以內(nèi)的熱水改變氣體溫度，從而演示蓋呂薩克定律。
文檔編號(hào)G09B23/16GK102789727SQ201210274430
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者王樂(lè)安 申請(qǐng)人:湖州文思必得科教儀器有限公司