[實(shí)用新型]玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220339458.6
• 申請(qǐng)日: 2012-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202650358U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁華先;高福欣;鄧瑞杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州利生科教設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/12
• 分類號(hào): G09B23/12
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時(shí)立新

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器，特別是一種玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在新編普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》選修3-3冊(cè)中，講授“波意耳定律”?時(shí)，需要進(jìn)行探究演示實(shí)驗(yàn)。

探究波意耳定律是高中物理教學(xué)內(nèi)容，但是，建國(guó)以來(lái)一直沒(méi)有專用儀器，教育部以前的配備教學(xué)儀器目錄中，采用“氣體定律演示器”?來(lái)做實(shí)驗(yàn)。由于“氣體定律演示器”?專用性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)誤差較大，可見(jiàn)度不高，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。2010年教育部頒布新的普通高中理科教學(xué)儀器配備標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，新増了波意耳定律演示器項(xiàng)目。該教學(xué)專用儀器目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型產(chǎn)品。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種實(shí)驗(yàn)精度高、可見(jiàn)度強(qiáng)、有助于提升教學(xué)效果的玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測(cè)試系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測(cè)試系統(tǒng)，包括由透明材料制成的貯氣柱、連接管、進(jìn)排水管和刻度板，連接管和進(jìn)排水管分別與貯氣柱的下部?jī)蓚?cè)連接，進(jìn)排水管上設(shè)有進(jìn)排水閥，刻度板設(shè)在貯氣柱側(cè)部，貯氣柱頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。

所述溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器、微處理器和溫度顯示屏，溫度傳感器密封固定在貯氣柱的頂部，溫度傳感器和溫度顯示屏分別與微處理器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。

采用上述技術(shù)方案，連接管的另一端與玻意耳定律演示器的壓強(qiáng)傳遞顯示系統(tǒng)連接。壓強(qiáng)傳遞顯示系統(tǒng)包括液壓室、指針壓力表、安全閥和進(jìn)氣導(dǎo)管，指針壓力表和安全閥設(shè)在液壓室頂部，進(jìn)氣導(dǎo)管的內(nèi)端管口位于液壓室內(nèi)上部，進(jìn)氣導(dǎo)管上設(shè)有位于液壓室外部的進(jìn)氣閥，連接管與液壓室下部連接。

在課堂上演示時(shí)，先打開(kāi)進(jìn)排水閥，向貯氣柱內(nèi)并通過(guò)連接管向液壓室中充入一定量的水，然后關(guān)閉進(jìn)排水閥，接著打開(kāi)進(jìn)氣閥，通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管向液壓室內(nèi)充入壓力氣體，壓力氣體將液壓室內(nèi)的水通過(guò)連接管壓入到貯氣柱中，壓力表顯示出壓力數(shù)值，壓力越大，貯氣柱上部的空氣柱的體積越小。溫度傳感器將采集到空氣柱內(nèi)的溫度信號(hào)輸送到微處理器，微處理器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)在溫度顯示屏上顯示出具體溫度數(shù)值，從而演示一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。用本實(shí)用新型做演示實(shí)驗(yàn)，任意取10組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，平均誤差小于1.0％，溫度不變值不大于0.1℃。當(dāng)演示結(jié)束后，打開(kāi)進(jìn)排水閥，將水排出即可。安全閥起到避免壓力過(guò)大損壞零部件的作用。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，專用性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)誤差小，并具有極強(qiáng)的可見(jiàn)度，充分提高了教學(xué)效果，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣應(yīng)用。

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，本實(shí)用新型的玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測(cè)試系統(tǒng)，包括設(shè)置在底座1上由透明材料制成的貯氣柱7、連接管11、進(jìn)排水管8和刻度板9，連接管11和進(jìn)排水管8分別與貯氣柱7的下部?jī)蓚?cè)連接，進(jìn)排水管8上設(shè)有進(jìn)排水閥10，刻度板9設(shè)在貯氣柱7側(cè)部，貯氣柱7頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。

溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器13、微處理器14和溫度顯示屏15，溫度傳感器13密封固定在貯氣柱7的頂部，溫度傳感器13和溫度顯示屏15分別與微處理器14通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。

玻意耳定律演示器還包括壓強(qiáng)傳遞顯示系統(tǒng)，壓強(qiáng)傳遞顯示系統(tǒng)包括設(shè)置在底座1上由透明材料制成的液壓室2、指針壓力表3、安全閥4和進(jìn)氣導(dǎo)管5，指針壓力表3和安全閥4設(shè)在液壓室2頂部，進(jìn)氣導(dǎo)管5的內(nèi)端管口位于液壓室2內(nèi)上部，進(jìn)氣導(dǎo)管5上設(shè)有位于液壓室2外部的進(jìn)氣閥6，連接管11與液壓室2下部連接。

貯氣柱7用透明材料制造，有效高度不小于400mm，壁厚不小于3mm；可見(jiàn)度較高，氣體體積變化測(cè)試精確。

刻度板9緊貼在貯氣柱7兩側(cè)，按氣體體積變化分度100等分自上而下設(shè)置刻度，毎10等分標(biāo)有數(shù)值，讀取方便，計(jì)算簡(jiǎn)便。

壓強(qiáng)傳遞采用液壓傳遞方式，克服了現(xiàn)有的“氣體定律演示器”的貯氣柱較短，用活塞加壓，摩擦生熱影響氣體溫度變化，造成實(shí)驗(yàn)誤差較大的缺陷。本實(shí)用新型的液壓室2由透明材料制造，用液體加壓，壓強(qiáng)傳遞過(guò)程清晰可見(jiàn)，控制平穩(wěn)，取值精確。

指針壓力表3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。

進(jìn)氣閥6、安全閥4、進(jìn)排水閥10均應(yīng)采用金屬制品，進(jìn)氣閥6和進(jìn)排水閥10有方向標(biāo)識(shí)，安全閥4控制液壓室2內(nèi)的壓力達(dá)到0.20Mpa時(shí)自動(dòng)釋壓，保證實(shí)驗(yàn)安全。