[發明專利]機械能轉化為內能教學實驗裝置

無效

• 申請號: 201010508262.0
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102446438A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 柳延東
• 申請（專利權）人: 柳延東
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及物理教學實驗裝置技術領域，特別涉及機械能轉化為內能教學實驗裝置。

背景技術

機械能轉換為內能、內能轉換為機械能是中學物理教學的十分重要和不可缺少的內容。傳統的物理教學中，本實驗的一般方法是：將蘸有乙醚的棉花球放入氣缸內，然用使用活塞壓縮氣缸內部氣體，對氣體做功，氣缸內部氣體溫度升高，達到乙醚的燃點，棉花球就會燃燒。實驗雖然比較直觀地展現了機械能轉換為內能的過程，但是實驗過程過于復雜，而且乙醚的用量更加不好掌握，用量太少，學生觀察不到明顯的火焰，演示效果不明顯；用量太多則增加實驗的危險性。機械能轉化為內能教學實驗裝置結構簡單、操作安全方便、效果明顯，便于演示和觀察，可以大大提高實驗教學的效果。

發明內容

本發明提供一種機械能轉化為內能的教學實驗裝置，該裝置結構簡單、操作安全方便、效果明顯，可以大大提高實驗教學的效果。

本發明主要由一個以高強度硼化玻璃為材料制成的“L”型械能轉化為內能操作單元和一個由惠斯能電橋構成的溫度監測單元構成。械能轉化為內能操作單元的直徑較大的圓筒內安裝有充氣活塞，可以通過抽壓活塞減小或增大“L”型容器內部的氣壓。在直徑較小的圓筒內安裝有一個20KΩ的熱敏電阻(Rt)，溫度探測輸出端(N1、N2)通過兩根導線穿過“L”型容器(M1)的外壁與熱敏電阻(Rt)兩端連接。電阻(R1、R2)、電位器(R3)、檢流計(G)、直流電源P1組成溫度監測單元。當電橋中X1、X2所連接的熱敏電阻(Rt)的阻值發生變化時，檢流計的指針將發生較大的擺動。因為熱敏電阻(Rt)置于“L”型容器(M1)內部，當(M1)內部氣體因壓強變化而發生溫度變化時，熱敏電阻(Rt)的阻值將發生較大變化，檢流計的指針將發生較大的擺動，借此同步指示容器內溫度的變化。

實驗時用力壓下活塞(B)，壓縮容器(M1)內部空氣，發現檢流計的指針按順時針向右發生較大偏轉；用力向外拉活塞(B)使空氣膨脹，電流表的指針反向擺動。這表明壓下活塞(B)，活塞(B)對容器(M1)內部空氣做功，容器(M1)內部空氣內能增加溫度升高；用力向外拉活塞(B)使空氣膨脹，(M1)內部空氣對活塞(B)做功，內能減小溫度降低。利用本裝置可以簡捷方便的完成機械能轉化為內能的演示實驗并可大大提高實驗教學的效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例的機械能轉化為內能操作單元示意圖。

圖2為本發明實施例的溫度監測單元內部電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1及圖2所示，本發明主要由一個以高強度硼化玻璃為材料制成的機械能轉化為內能操作單元和一個由惠斯能電橋構成的溫度監測單元構成。

圖1中M1是以高強度硼化玻璃為材料制成的由兩個直徑不同相互貫通的圓筒構成的“L”型容器，大圓筒的直徑約為5cm，圓筒高15cm，小圓筒直徑約為2cm，圓筒長10cm。在直徑較大的圓筒內安裝有充氣活塞(B)，可以通過抽壓活塞(B)提高減小或增大容器(M1)內部的氣壓。在直徑較小的圓筒內安裝有一個20KΩ的熱敏電阻(Rt)，溫度探測輸出端(N1、N2)通過兩根導線穿過“L”型容器(M1)的外壁與熱敏電阻(Rt)兩端連接。S1是一個可以可開關的排氣閥門。

圖2中，電阻(R1、R2)、電位器(R3)、檢流計(G)、電源開關(k1)直流電源(P1)及X1、X2端連接的熱敏電阻(Rt)組成一個惠斯通電橋，封裝在一個塑料盒中，構成溫度監測單元，用于監測“L”型容器(M1)內部溫度變化。R3是一個100KΩ電位器，用來調節檢流計(G)的靜態示數。當電橋中X1、X2所連接的熱敏電阻(Rt)的阻值發生變化時，檢流計(G)的指針將發生較大的擺動。因為熱敏電阻(Rt)置于“L”型容器(M1)內部，當(M1)內部氣體因壓強變化而發生溫度變化時，熱敏電阻(Rt)的阻值將發生較大變化，檢流計(G)的指針將發生較大的擺動(按本實施例中的電流方向，當熱敏電阻Rt溫度升高時阻值會變大，而當熱敏電阻Rt阻值升高時，檢流計的指針按順時針向右發生較大偏轉，借此同步指示容器內溫度的變化)。