[實用新型]熱能轉化為機械能教學實驗裝置

無效

• 申請號: 201020562826.4
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN201812408U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 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

本實用新型涉及物理教學實驗裝置技術領域，特別涉及熱能轉化為機械能教學實驗裝置。

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，本實驗的一般是利用“壓縮引火儀”進行，方法是取適量硝化棉或蘸有乙醚的棉花球放入壓縮引火儀氣缸內，然用使用活塞壓縮氣缸內部氣體，硝化棉或棉花球內的乙醚燃燒后氣缸內氣壓增加把活塞迅速向上彈起，從而驗證熱能可以轉化為機械能。實驗雖然比較直觀地展現了熱能轉化為機械能的過程，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，演示效果不明顯；用量太多則增加實驗的危險性。很多老師使用這種傳統的方式做此實驗時，常常會碰上一些尷尬的場面，在課前準備實驗時，能一次成功，非常順利，而拿到教室里給學生演示時，卻很難成功，影響了課堂的教學效果。因此傳統實驗裝置和方法的“難引燃、易斷裂和引燃物難覓”是困惑廣大教師的難題。

本熱能轉化為機械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

本實用新型提供一種熱能轉化為機械能教學實驗裝置，該裝置結構簡單、操作安全方便、成功率高、效果明顯，可以大大提高實驗教學的效果。

本實用新型主要由一個以高強度硼化玻璃為材料制成的呈反“L”型的熱能轉化為機械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。在熱能轉化為機械能操作單元的直徑較小的圓筒內安裝有活塞(B)，活塞的上部裝有指針(F)，在直徑較小圓筒旁固定有一個標尺(R)。在直徑較大的圓筒內安裝有一個20KΩ的熱敏電阻(Rt)及一個電發熱元件(W1)，溫度探測輸出端(N1、N2)通過兩根導線穿過容器(M1)的外壁與熱敏電阻(Rt)兩端連接，電發熱元件(W1)通過導線穿過容器(M1)的外壁通過一個電鍵(K2)與電源(P2)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。當溫度監測單元的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)置于容器(M1)內部，當(M1)內部溫度變化時，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。由于容器(M1)是密閉的，當容器(M1)受熱時其內部氣體會膨脹，進而會推動活塞(B)向上運動，這時固定在活塞上端的指針(F)也將同步向上運動，借助其旁邊安裝的標尺(R)可以明顯的觀察到指針(F)運動方向和距離。同樣，當容器(M1)冷卻時其內部氣體會收縮，進而會拉動活塞(B)向下運動，這時固定在活塞上端的指針(F)也將同步向下運動，借助其旁邊安裝的標尺(R)可以明顯的觀察到指針(F)運動方向和距離。

實驗時可以通過閉合電鍵(K2)使電發熱元件(W1)工作為容器(M1)加熱，也可以使用酒精燈直接對容器(M1)底部(直徑較大的圓筒的底部)加熱，這時容器(M1)受熱其內部氣體會膨脹，進而會推動活塞(B)向上運動，固定在活塞上端的指針(F)也將同步向上運動，借助其旁邊安裝的標尺(R)可以明顯的觀察到指針(F)運動方向和距離。當切斷電源，停止加熱后，當容器(M1)冷卻時其內部氣體會收縮，進而會拉動活塞(B)向下運動，這時固定在活塞上端的指針(F)也將同步向下運動，借助其旁邊安裝的標尺(R)可以明顯的觀察到指針(F)運動方向和距離，通過這種現象說明熱能使容器(M1)內氣體的內能發生了變化并通過容器(M1)內氣體對活塞(B)做了功，熱能轉化為了機械能。與此同時通過溫度監測單元可以直觀的觀察到容器(M1)內部的溫度的變化情況，進而可以通過對容器(M1)內部的溫度的變化與活塞運動的狀態的比較更明確直觀的理解熱能與機械能轉化的現象。利用本裝置可以簡捷方便的完成熱能轉化為機械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為本實用新型實施例的熱能轉化為機械能操作單元示意圖。

圖2為本實用新型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實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1及圖2所示，本實用新型主要由一個以高強度硼化玻璃為材料制成的呈反“L”型的熱能轉化為機械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。