專(zhuān)利名稱(chēng)：查理定律演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種查理定律演示儀，是一種用于演示氣體在體積不變的條件下，表達(dá)溫度和壓強(qiáng)之間關(guān)系的儀器，并可演示氣態(tài)方程。
背景技術(shù)：
查理定律的內(nèi)容是當(dāng)一定質(zhì)量的氣體在體積不變的條件下，溫度每升高(或降低)1℃，其壓強(qiáng)就要增大(或降低)它在0℃時(shí)壓強(qiáng)的1/273。傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法是將水銀注入玻璃管和乳膠管的連接體，用以密封燒瓶中的氣體。把燒瓶放入冰水和其它溫度的水中，調(diào)節(jié)玻璃管和乳膠管中的水銀高度，以達(dá)到等容變化，然后觀察并測(cè)量氣體壓強(qiáng)的變化量，從而驗(yàn)證查理定律。傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法有下列不足(1)在注入和收回水銀時(shí)，水銀容易泄露，由于水銀及水銀蒸汽有毒，不利于師生健康；(2)玻璃管內(nèi)的氣體溫度并未改變，因而實(shí)驗(yàn)誤差較大；(3)燒瓶的容積是固定的，一旦封閉，燒瓶?jī)?nèi)氣體的總量是不可調(diào)的；(4)實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，原因是當(dāng)把燒瓶放入熱水中，熱量在瓶?jī)?nèi)空氣中傳遞完全靠空氣自身的對(duì)流，要達(dá)到瓶?jī)?nèi)各部分空氣溫度完全一致，需時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種查理定律儀器，實(shí)驗(yàn)中不需要使用水銀，實(shí)驗(yàn)誤差小，操作方便，節(jié)省時(shí)間。
本實(shí)用新型的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的在底座上固定支架，用支架固定垂直支撐在底座上的上端開(kāi)口的透明量筒，量筒外壁上有表示容積的刻度，在量筒內(nèi)腔下端裝有電熱元件和電風(fēng)扇，電熱元件和電風(fēng)扇通過(guò)電源開(kāi)關(guān)與電源相接，量筒下端側(cè)面有進(jìn)排氣口并在該口上裝有閥門(mén)，在下端側(cè)面還裝有下端通入量筒內(nèi)腔的溫度計(jì)，在量筒內(nèi)腔下部裝有與量筒內(nèi)壁密封的活塞，在活塞上固定壓強(qiáng)標(biāo)尺，在活塞上連接另一端伸出量筒開(kāi)口外的定位懸線，在量筒內(nèi)腔上部裝有壓板，在活塞與壓板之間裝有壓縮彈簧，在支架上壓蓋上設(shè)置下端可以頂在壓板上平面的調(diào)整螺桿。實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)進(jìn)排氣口上的閥門(mén)，用定位懸線把活塞放在需要的位置，可以控制活塞內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量，氣體的溫度由溫度計(jì)讀出，并記下這時(shí)的體積，由于活塞、彈簧和標(biāo)尺的重量較小，可以忽略它們的影響，起始?jí)簭?qiáng)默認(rèn)為大氣壓強(qiáng)。然后閉合進(jìn)排氣口上的閥門(mén)，閉合電源開(kāi)關(guān)給電風(fēng)扇和電熱元件供電，電風(fēng)扇把電熱絲的熱量迅速傳給量筒內(nèi)部氣體，內(nèi)部氣體體積變大，推動(dòng)活塞向上移動(dòng)。當(dāng)活塞移動(dòng)到合適位置時(shí)停止加熱，由于活塞與量筒摩擦力很小，可以忽略不計(jì)，向下旋動(dòng)調(diào)整螺桿，下壓壓板進(jìn)而壓縮彈簧，通過(guò)彈簧力下壓活塞，使活塞回到初始位置，記錄下此時(shí)量筒內(nèi)被密封氣體的溫度，由于彈簧的彈性系數(shù)與壓力成正比，選擇合適彈性系數(shù)的彈簧，使彈簧的壓縮量直接反映壓強(qiáng)的變化量，這個(gè)變化量直接由相適應(yīng)的壓強(qiáng)標(biāo)尺讀出，通過(guò)標(biāo)尺可以知道此時(shí)被壓縮氣體的壓強(qiáng)，由于被密封氣體的起始溫度和壓強(qiáng)以及加熱后保持體積不變情況下的溫度和壓強(qiáng)都已經(jīng)取得，從而可以驗(yàn)證查理定律。
電熱元件為電熱絲，也可以選用其它發(fā)熱元件，如半導(dǎo)體陶瓷發(fā)熱元件。
該演示儀由于不用水銀，取消了裝取水銀的過(guò)程，避免了水銀中毒；用電元件加熱氣體，氣體的溫度變化范圍大，因而體積變化明顯，且直接可讀，相對(duì)誤差較小，能更有效地驗(yàn)證定律；被密封氣體的總量可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，方便不同數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)；采用電風(fēng)扇吹風(fēng)的方法強(qiáng)制氣體對(duì)流，升溫快，節(jié)省了時(shí)間；用壓縮彈簧的方法改變壓強(qiáng)比使用水銀柱的方法改變壓強(qiáng)，學(xué)生更容易理解；用壓強(qiáng)標(biāo)尺表示壓強(qiáng)的改變量，使壓強(qiáng)直接可讀；由于容器上有體積刻度，這樣壓強(qiáng)、體積、溫度都直接可讀，為驗(yàn)證氣態(tài)方程創(chuàng)造了條件。


附圖是本實(shí)用新型查理定律演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，在底座16上固定支架6，用支架6固定垂直支撐在底座16上的上端開(kāi)口的透明量筒4，量筒4外壁上有表示容積的刻度，在量筒4內(nèi)腔下端裝有電熱元件12和電風(fēng)扇13，電熱元件12和電風(fēng)扇13通過(guò)電源開(kāi)關(guān)14與電源15相接，量筒4下端側(cè)面有進(jìn)排氣口并在該口上裝有閥門(mén)11，在下端側(cè)面還裝有下端通入量筒4內(nèi)腔的溫度計(jì)10，在量筒4內(nèi)腔下部裝有與量筒4內(nèi)壁密封的活塞9，在活塞9上固定壓強(qiáng)標(biāo)尺8，在活塞9上連接另一端伸出量筒4開(kāi)口外的定位懸線2，定位懸線2尾端有個(gè)拉環(huán)避免其脫落，在量筒4內(nèi)腔上部裝有壓板5，在活塞9與壓板5之間裝有壓縮彈簧7，在支架6的上壓蓋3上設(shè)置下端可以頂在壓板5上平面的調(diào)整螺桿1。
權(quán)利要求1.一種查理定律演示儀，其特征在于在底座(16)上固定支架(6)，用支架(6)固定垂直支撐在底座(16)上的上端開(kāi)口的透明量筒(4)，量筒(4)外壁上有表示容積的刻度，在量筒(4)內(nèi)腔下端裝有電熱元件(12)和電風(fēng)扇(13)，電熱元件(12)和電風(fēng)扇(13)通過(guò)電源開(kāi)關(guān)(14)與電源相接(15)，量筒(4)下端側(cè)面有進(jìn)排氣口并在該口上裝有閥門(mén)(11)，在下端側(cè)面還裝有下端通入量筒(4)內(nèi)腔的溫度計(jì)(10)，在量筒(4)內(nèi)腔下部裝有與量筒(4)內(nèi)壁密封的活塞(9)，在活塞(9)上固定壓強(qiáng)標(biāo)尺(8)，在活塞(9)上連接另一端伸出量筒(4)開(kāi)口外的定位懸線(2)，在量筒(4)內(nèi)腔上部裝有壓板(5)，在活塞(9)與壓板(5)之間裝有壓縮彈簧(7)，在支架(6)的上壓蓋(3)上設(shè)置下端可以頂在壓板(5)上平面的調(diào)整螺桿(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的查理定律演示儀，其特征在于電熱元件(12)為電熱絲。
專(zhuān)利摘要一種查理定律演示儀，在底座上固定支架，用支架固定垂直支撐在底座上的上端開(kāi)口的透明量筒，量筒外壁上有表示容積的刻度，在量筒內(nèi)腔下端裝有電熱元件和電風(fēng)扇，量筒下端側(cè)面有進(jìn)排氣口并在該口上裝有閥門(mén)，在下端側(cè)面還裝有下端通入量筒內(nèi)腔的溫度計(jì)，在量筒內(nèi)腔下部裝有與量筒內(nèi)壁密封的活塞，在活塞上固定壓強(qiáng)標(biāo)尺，在活塞上連接另一端伸出量筒開(kāi)口外的定位懸線，在量筒內(nèi)腔上部裝有壓板，在活塞與壓板之間裝有壓縮彈簧，在支架上壓蓋上設(shè)置下端可以頂在壓板上平面的調(diào)整螺桿。該演示儀由于不用水銀，避免了水銀中毒；氣體的溫度變化范圍大，相對(duì)誤差較??；被密封氣體的質(zhì)量可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)范圍廣；加熱升溫快，節(jié)省了時(shí)間；壓強(qiáng)、體積、溫度都直接可讀，方便了實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G09B23/12GK2837960SQ20052008615
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者劉景亭, 龐桂芹, 胡緒堂, 孟令立, 孟祥振, 耿開(kāi)慶, 馮質(zhì)亮, 呂士良, 周煥斌, 劉萬(wàn)才 申請(qǐng)人:劉景亭