[發明專利]飽和蒸汽壓與溫度關系的可視化演示裝置

有效

• 申請號: 201811623513.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109584688B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 閆生忠;張宗權;黃育紅;劉志存;鄒俊任
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G09B23/16
• 分類號: G09B23/16
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 郝燕燕

一種飽和蒸汽壓與溫度關系的可視化演示裝置，底座上設有帶蓋水浴槽，水浴槽內設有絕熱隔板，絕熱隔板將水浴槽分成左腔室和右腔室，左腔室和右腔室裝有水，絕熱隔板上嵌有半導體制冷片，左腔室上方水浴槽蓋上設有左實驗槽3，右腔室上方水浴槽蓋上設有右實驗槽，左實驗槽和右實驗槽均浸在水中，左實驗槽上設有左閥門且通過左閥門與左真空泵相連通，右實驗槽上設有右閥門且通過右閥門與右真空泵相連通，左實驗槽和右實驗槽內裝有液面高度相同的同一種有機溶劑，水浴槽前側底座上設有激光器支架，激光器支架上設有高度相同的左半導體激光器和右半導體激光器，水浴槽后側設置有觀察屏。本發明具有設計合理、結構簡單、實驗過程直觀明了的優點。

技術領域

本發明屬于教學實驗儀器技術領域，具體涉及到一種飽和蒸汽壓與溫度關系的可視化演示裝置。

背景技術

當液體在有限的密閉空間中蒸發時，在一定溫度下，與液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為飽和蒸氣壓。同一物質在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓，并隨著溫度的升高而增大。飽和蒸氣壓是液體的一項重要物理性質，液體的沸點、液體混合物的相對揮發度等都與之有關。飽和蒸汽壓力與溫度關系的研究，是《熱學》、《工程熱力學》、《物理化學》等實驗教學中非常重要的一個實驗，通過觀察溫度與飽和蒸汽壓的關系，可以加深學生對飽和蒸汽壓的理解。但是，現有的實驗裝置都是通過儀表觀察不同溫度下飽和蒸汽壓的大小，學生無法直觀的感知溫度變化對飽和蒸汽壓的影響，特別是觀察由于溫度變化而引起的新的相平衡建立過程中液體表面蒸發形態的變化情況。這不利于學生從微觀角度深刻理解飽和蒸汽壓的物理意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種設計合理、結構簡單、實驗過程直觀明了的飽和蒸汽壓與溫度關系的可視化演示裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案為：底座上設置有帶蓋水浴槽，在水浴槽的中部設置有絕熱隔板，絕熱隔板將水浴槽分割成左腔室和右腔室，左腔室和右腔室內裝有液面高度相同的水，絕熱隔板上鑲嵌有半導體制冷片，位于左腔室上方水浴槽蓋上設置有左實驗槽，位于右腔室上方水浴槽蓋上設置有右實驗槽，左實驗槽和右實驗槽的結構相同且均為石英玻璃密封槽，左實驗槽和右實驗槽位于水浴槽內的深度相同均浸在水中，左實驗槽靠近槽口的側壁上或槽蓋上設置有左閥門且通過左閥門與位于底座上的左真空泵相連通，右實驗槽靠近槽口的側壁上或槽蓋上設置有右閥門且通過右閥門與位于底座上的右真空泵相連通，左實驗槽和右實驗槽內裝有液面高度相同的同一種有機溶劑，有機溶劑的液面高于水浴槽蓋上表面且有機溶劑的體積小于左實驗槽的體積，位于水浴槽的前側底座上設置有激光器支架，激光器支架上設置有高度相同的左半導體激光器和右半導體激光器，左半導體激光器激光出射口對準左實驗槽，右半導體激光器激光出射口對準右實驗槽，左半導體激光器和右半導體激光器出射的激光束中軸線與有機溶劑液面位于同一平面，左半導體激光器和右半導體激光器出射激光束的發散角度相同，位于水浴槽的后側設置有觀察屏。

作為一種優選的技術方案，所述的左實驗槽內有機溶劑液面比水浴槽蓋上表面高1cm～5cm，有機溶劑的體積為左實驗槽總體積的1/3。

作為一種優選的技術方案，所述的有機溶劑為丙酮或酒精或者乙醚。

作為一種優選的技術方案，所述激光束的發散角度為5～15°。

作為一種優選的技術方案，所述的水浴槽的幾何形狀為長方體，所述的左實驗槽的幾何形狀為長方體。

本發明的有益效果如下：