[發明專利]蓋呂薩克定律演示裝置

無效

• 申請號: 201210274430.3
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102789727A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 王樂安
• 申請（專利權）人: 湖州文思必得科教儀器有限公司
• 主分類號: G09B23/16
• 分類號: G09B23/16
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種教具，具體地說是一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置。

背景技術

在課堂上要讓學生們快速牢記一些知識點，教師會選擇各種教具輔助教學。但是現有技術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程，是理想氣體狀態方程的一個特例，數學表達式為：

V1V2=T1T2···(1)]]>

式中：V₁、V₂是過程前后氣體體積，T₁、T₂是過程前后氣體的熱力學溫度（K）。

圖1為現有技術中的教具，汞滴式蓋呂薩克定律演示裝置，這樣的結構雖然簡單，但是這個方案不僅由于在中小學禁止使用汞做實驗而不可行，而且其中存在科學性錯誤，因為上述（1）式中V₁、V₂是過程前后氣體的總體積，并非體積增量。所以這樣的教具對孩子們會起到誤導的作用。此外還有許多方案，例如使用電熱的，甚至加了風扇使容器內空氣流動達到溫度均勻，教具結構復雜，誤差較大，而且生產成本高。畢竟作為普及使用的教具，成本也是需要考慮的一個問題。對此我們深入研究，研制一種能兼顧制作成本和教學效果的教具，填補這項空白技術。

發明內容：

本發明專利的目的就是彌補現有技術的不足，提供了一種用于演示蓋呂薩克定律的演示裝置，能直觀表現出熱交換的特性，提高演示精度。整個演示裝置安全無毒，同時也盡可能降低生產成本。

為達到所述目的，本發明蓋呂薩克定律演示裝置，包括水槽，所述水槽中設有溫度感應定位圈，溫度感應定位圈內固定有溫度計或溫度感應元件，所述水槽中設有通過連接管連接的容器筒和變量測定器，所述容器筒和變量測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度，容器筒的最小分度值不大于5mL，變量測定器的最小分度值不大于1mL，水槽的高度高于實驗時兩個注射器內的的氣體空間，所述水槽側面設有排水孔。

優選的，所述水槽設有蓋體，溫度感應定位圈安裝在蓋體上。這樣的結構主要用于溫度計，溫度計直接插在水槽蓋體上，安裝和讀數都非常方便，而且溫度計不接觸水槽內部，減少讀數誤差。

優選的，所述溫度感應定位圈數量為三個，分布在水槽的不同高度的側壁上，每個溫度感應定位圈內均固定有溫度感應元件，所述三個溫度感應元件連接到一個溫度指示終端。這樣取多個位置的溫度進行分析，不僅能知道水槽中的水是否分布均勻，同時也能確保記錄的試驗數據更為準確。

優選的，所述注射器的接口為錐形。這樣的結構便于和連通管連接不易脫出，也確保了氣密性。

進一步的，本發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，變量測定器定位在5ml，先在水槽內加滿冷水，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，總體積應該是兩個注射器內氣體體積之和，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，在熱水的冷卻過程中，分段或定時觀測水溫和總體積，并紀錄；

步驟四，按公式計算驗證。通過正確的操作步驟，減少不必要的操作，能有效降低誤差，同時提高演示效果。

優選的，所述實驗中水的熱力學溫度高、低比不大于1.15。溫差太大不僅會影響試驗器材的試驗性能，導致誤差偏大。

通過所述結構，本發明容器筒和變量測定器的容積能夠調節，使兩者內的氣壓始終恒定。用室溫下的“冷”水和溫度在100℃以內的熱水改變氣體溫度，從而演示蓋呂薩克定律。優點是水的熱容量大，空氣的熱容量小，浸在水中的容器內的空氣能夠快速達到熱平衡，并且溫度比較穩定，測量比較準確。