[實用新型]一種演示氣壓與沸點關系的活塞式實驗臺

有效

• 申請號: 201420622724.5
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN204189356U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 高述濤
• 申請（專利權）人: 高述濤
• 主分類號: G09B23/16
• 分類號: G09B23/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種演示氣壓與沸點關系的活塞式實驗臺，屬于物理實驗臺領域。

背景技術

沸點即液體的飽和蒸氣壓與外界壓強相等時的溫度。當液體沸騰時，在其內部所形成的氣泡中的飽和蒸汽壓必須與外界施予的壓強相等，氣泡才有可能長大并上升，所以，沸點也就是液體的飽和蒸汽壓等于外界壓強時的溫度。液體的沸點跟外部壓強有關。當液體所受的壓強增大時，它的沸點升高；壓強減小時；沸點降低。例如，蒸汽鍋爐里的蒸汽壓強，約有幾十個大氣壓，鍋爐里的水的沸點可在200℃以上。又如，在高山上煮飯，水易沸騰，但飯不易熟。這是由于大氣壓隨地勢的升高而降低，水的沸點也隨高度的升高而逐漸下降。(在海拔1900米處，大氣壓約為79800帕(600毫米汞柱)，水的沸點是93.5℃)，沸點低的一般先汽化，而沸點高的一般較難汽化。

在相同的大氣壓下，液體不同沸點亦不相同。這是因為飽和汽壓和液體種類有關。在一定的溫度下，各種液體的飽和汽壓亦一定。例如，乙醚在20℃時飽和氣壓為5865.2帕(44厘米汞柱)低于大氣壓，溫度稍有升高，使乙醚的飽和汽壓與大氣壓強相等，將乙醚加熱到35℃即可沸騰。液體中若含有雜質，則對液體的沸點亦有影響。液體中含有溶質后它的沸點要比純凈的液體高，這是由于存在溶質后，液體分子之間的引力增加了，液體不易汽化，飽和汽壓也較小。要使飽和汽壓與大氣壓相同，必須提高沸點。不同液體在同一外界壓強下，沸點不同。沸點隨壓強而變化的關系可由克勞修斯方程式得到。學習液態水沸點與氣壓之間存在的關系是目前初中和高中物理課程中重要的部分，當前課堂教學過程中采用的教學手段多采用加熱燒瓶后進行密封然后澆冷水降溫降壓的方式以達到實驗效果的，該手段無法實現高于大氣壓的情況演示，同時操作過程比較危險容易發生爆裂和燙傷等情況，而該實驗項目的專用實驗設備構造復雜，造價高，而且造作繁瑣，不適宜初高中階段學生的操作，本設計針對初高中階段物理教學中沸點與氣壓關系部分的實驗環節，結構簡單，易于操作，安全系數高。

實用新型內容

本實用新型針對初高中階段物理教學中沸點與氣壓關系部分的實驗環節中所用到的實驗裝置存在安全隱患或者構造復雜，造價高，而且造作繁瑣等問題，設計出一款結構簡單，易于操作，安全系數高的演示氣壓與沸點關系的活塞式實驗臺。其設計主要采用加熱封閉腔體的液態水，同時調節墻體內壓強，觀察沸騰時氣壓表和溫度表的示數，從而對物理課程中氣壓與沸點關系有更直觀的認識。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：

該演示氣壓與沸點關系的活塞式實驗臺，其結構包括：蓋板、安全塞、充氣活塞、氣壓顯示屏、溫度顯示屏、緊固螺釘、腔體、電纜、插頭、加熱底座、透視窗、底座螺栓、電熱絲、氣壓傳感器、溫度傳感器、密封條、底座蓋板，蓋板螺栓。腔體為長方體結構，其內部有容納液態水或者其他液體的空腔，腔體前側有長方形通孔，腔體前側豎直方向有容納透視窗的凹槽，透視窗為透明玻璃材質，蓋板為方形結構，蓋板四周均勻分布階梯孔，緊固螺釘通過蓋板四周的階梯孔實現蓋板與腔體的連接固定，蓋板中心位置豎直設置充氣活塞，所述充氣活塞底端位于蓋板底面一側，充氣活塞外體與蓋板為一體式結構，蓋板上面一側分布氣壓顯示屏和溫度顯示屏，所述氣壓顯示屏和溫度顯示屏與蓋板之間采用鑲嵌關系實現連接，氣壓傳感器和溫度傳感器分別與氣壓顯示屏和溫度顯示屏連接，氣壓傳感器和溫度傳感器位于蓋板底面一側，蓋板另一側有通孔，安全塞安裝于蓋板一側的通孔內，所述安全塞一端有拉環結構，安全塞中心部分為圓柱形結構，所述圓柱形結構直徑與蓋板一側的通孔孔徑相等，安全塞另一端有一段環形結構，所述環形結構的直徑大于蓋板一側的通孔孔徑，密封條位于蓋板底面朝向透視窗一側，密封條厚度與腔體前側豎直方向容納透視窗的凹槽寬度相等，加熱底座為方形結構，其四角位置有階梯孔結構，腔體底面四角位置有螺紋孔，底座螺栓穿過加熱底座四角位置的階梯孔旋如腔體底面四角位置的螺紋孔內實現加熱底座與腔體的連接，電纜一端連接插頭另一端連接加熱底座，電纜通入加熱底座后與電熱絲連接，加熱底座上側中心位置有容納電熱絲的空腔，底座蓋板通過蓋板螺栓將加熱底座上側中心位置的空腔密封。

本實用新型有如下優點：

1.該設計采用密封加熱式結構，使得加熱過程在一個密封的空腔內完成，提高了實驗裝置的安全性，避免操作過程中發生燙傷等安全事故。

2.本設計集成了氣壓和溫度傳感顯示裝置，可以即時讀取該兩項數據，并對其進行分析，使得該項實驗操作過程簡化數據讀取方便。