[實(shí)用新型]氣體做功內(nèi)能改變演示器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020619732.6
• 申請(qǐng)日: 2010-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201877045U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁華先;高福欣;鄧瑞杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州利生科教設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/12
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/12
• 代理公司: 鄭州中原專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及中學(xué)物理一種教學(xué)儀器，主要涉及一種用于教學(xué)演示的氣體做功內(nèi)能改變演示器。

背景技術(shù)

在新編義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》九年級(jí)第十六章第二節(jié)內(nèi)能中，講授“物體內(nèi)能的改變”，其中，“做功改變物體的內(nèi)能”?有二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：一是用空氣壓縮引火儀演示“空氣被壓縮時(shí)內(nèi)能增大”；一是用“成霧法”演示“空氣推動(dòng)塞子時(shí)，內(nèi)能減少”。

但是?“成霧法”作為內(nèi)能減少溫度降低的一種顯示方法，有很多疑問(wèn)沒(méi)解決：由于溫度降低并不是成霧的唯一原因，故成霧也不是溫度降低的必然結(jié)果。所以這種實(shí)驗(yàn)方案雖然操作性強(qiáng)，但在科學(xué)性上是不嚴(yán)密的。

在全日制普通高中教科書(shū)（必修加選修）《物理》第二冊(cè)第十一章第四節(jié)物體的內(nèi)能中，講授“改變內(nèi)能的兩種方式”，?有二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：一是用空氣壓縮引火儀演示“壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加”；一是用“一支靈敏溫度計(jì)和一根氣針”?通過(guò)向厚壁容器內(nèi)打氣，增大容器內(nèi)的壓強(qiáng)，“讓氣體沖開(kāi)膠塞”，使“溫度計(jì)的示數(shù)明顯變小”，從而演示“氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少”。采用靈敏溫度計(jì)、氣針、厚壁容器和膠塞來(lái)做實(shí)驗(yàn)，讓氣體沖開(kāi)膠塞，使溫度計(jì)示數(shù)明顯變小，這種實(shí)驗(yàn)方案科學(xué)增強(qiáng)，但是可操作性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)裝置很難控制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣體做功內(nèi)能改變演示器，既能演示壓縮氣體做功，又能演示氣體對(duì)外做功、氣體內(nèi)能減少，其科學(xué)性和操作性都很強(qiáng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：一種氣體做功內(nèi)能改變演示器，包括底座，底座上設(shè)有背板、氣室和儲(chǔ)氣筒，儲(chǔ)氣筒內(nèi)設(shè)有熱敏電阻，熱敏電阻的接線(xiàn)柱與溫度顯示屏相連，溫度顯示屏設(shè)置在背板上，儲(chǔ)氣筒通過(guò)連接管和進(jìn)氣嘴相連，連接管上設(shè)有氣壓表。

上述連接管上設(shè)有單向閥。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有做功氣室與活塞，有利于觀察和控制氣體做功。設(shè)計(jì)氣體做功系統(tǒng)，能夠有序控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分步實(shí)施實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。既能演示壓縮氣體做功，又能演示氣體對(duì)外做功、氣體內(nèi)能減少。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種氣體做功內(nèi)能改變演示器，包括底座10，底座10上設(shè)有背板13、氣室2和儲(chǔ)氣筒5，儲(chǔ)氣筒5內(nèi)設(shè)有熱敏電阻4，熱敏電阻4的接線(xiàn)柱3通過(guò)微處理器與溫度顯示屏1相連，溫度顯示屏1設(shè)置在背板13上，儲(chǔ)氣筒5通過(guò)連接管8和進(jìn)氣嘴9相連，將連接管8上設(shè)有氣壓表6。連接管8上設(shè)有單向閥7。

氣體做功內(nèi)能改變引起的溫度變化，本實(shí)用新型一只熱敏電阻器固定密封裝配在貯氣筒內(nèi)，把熱敏電阻采集的阻值變化，通過(guò)微處理器（CPU）轉(zhuǎn)換成溫度變化顯示，顯示分辨率為0.1℃，顯示的誤差不大于±℃，這樣就能直接采集顯示變化的氣體溫度，完善演示實(shí)驗(yàn)效果。

本實(shí)用新型可以演示兩種實(shí)驗(yàn)：

1.?演示壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加：關(guān)閉操作閥，向貯氣筒5內(nèi)打氣，溫度顯示屏1的示值明顯升高，當(dāng)貯氣筒5內(nèi)壓力達(dá)到0.15Mpa時(shí)，溫度顯示屏1的示值比環(huán)境溫度值升高不少于5℃。

2.?演示氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減少：在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，當(dāng)打開(kāi)操作閥11時(shí)，氣體使活塞12迅速升高150mm以上，沖出氣室2；同時(shí)，貯氣筒5內(nèi)壓力示值回零；溫度顯示屏1的示值明顯下降，最低達(dá)到小于環(huán)境溫度值5℃以上。

本實(shí)用新型產(chǎn)品的具有下述特點(diǎn)：

1.?貯氣筒5用透明材料制造，有效容積不小于800ml，壁厚不小于5mm。

2.?氣室2用透明材料制造，內(nèi)徑不小于40mm，長(zhǎng)度不小于120mm，壁厚不小于4mm。活塞12為圓柱體，應(yīng)能在氣室2內(nèi)滑動(dòng)，無(wú)阻滯。

3.?壓力表6量程為0—0.25Mpa，分度值0.01Mpa，精度4.0級(jí)，示值誤差應(yīng)不大于1個(gè)分度值。

4.?單向閥7、操作閥11均采用金屬制品，單向閥7有方向標(biāo)識(shí)，操作閥11有開(kāi)、關(guān)定位。

5.?進(jìn)氣嘴9采用金屬制品，裝在連接管8外端，應(yīng)適于與自行車(chē)用打氣筒連接。

6.?熱敏電阻器4應(yīng)選用直熱式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，在溫度為15℃～35℃范圍內(nèi)，熱敏電阻4的阻值隨溫度變化應(yīng)有單向明顯變化。熱敏電阻器4的引線(xiàn)端焊接在接線(xiàn)柱3上，密封裝配在貯氣筒內(nèi)。

7.?微處理器（CPU）工作電壓為DC?6V，最大工作電流不大于50mA，應(yīng)能處理溫度采集的電阻變化信息，并將其轉(zhuǎn)換成溫度變化顯示，顯示分辨率為0.1℃，顯示的誤差不大于±1℃。

8.?溫度顯示屏1采用三位數(shù)字半導(dǎo)體數(shù)碼管，每位數(shù)字尺寸不小于20mm×28mm。