專利名稱：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué) 實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能、內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能是中學(xué)物理教學(xué)的十分重要和不可缺少 的內(nèi)容。傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，本實(shí)驗(yàn)的一般方法是將蘸有乙醚的棉花球放入氣缸內(nèi)， 然用使用活塞壓縮氣缸內(nèi)部氣體，對(duì)氣體做功，氣缸內(nèi)部氣體溫度升高，達(dá)到乙醚的燃 點(diǎn)，棉花球就會(huì)燃燒。實(shí)驗(yàn)雖然比較直觀地展現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的過(guò)程，但是實(shí)驗(yàn) 過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，而且乙醚的用量更加不好掌握，用量太少，學(xué)生觀察不到明顯的火焰， 演示效果不明顯；用量太多則增加實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、操作方便、效果明顯，便于演示和觀察，可以大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型提供一種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操 作方便、效果明顯，可以大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。[0004]本實(shí)用新型主要由一個(gè)以高強(qiáng)度硼化玻璃為材料制成的“L”型的械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能操作單元和一個(gè)由惠斯能電橋構(gòu)成的溫度監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成。械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元的 直徑較大的圓筒內(nèi)安裝有充氣活塞，可以通過(guò)抽壓活塞減小或增大“L”型容器內(nèi)部的 氣壓。在直徑較小的圓筒內(nèi)安裝有一個(gè)20ΚΩ的熱敏電阻(Rt)，溫度探測(cè)輸出端(Ni、 N2)通過(guò)兩根導(dǎo)線穿過(guò)“L”型容器(Ml)的外壁與熱敏電阻(Rt)兩端連接。電阻(R1、 R2)、電位器(R3)、檢流計(jì)(G)、直流電源Pl組成溫度監(jiān)測(cè)單元。當(dāng)電橋中XI、幻所 連接的熱敏電阻(Rt)的阻值發(fā)生變化時(shí)，檢流計(jì)的指針將發(fā)生較大的擺動(dòng)。因?yàn)闊崦綦?阻(Rt)置于“L”型容器(Ml)內(nèi)部，當(dāng)(Ml)內(nèi)部氣體因壓強(qiáng)變化而發(fā)生溫度變化時(shí)， 熱敏電阻(Rt)的阻值將發(fā)生較大變化，檢流計(jì)的指針將發(fā)生較大的擺動(dòng)，借此表明容器 (Ml)內(nèi)溫度的同步變化。[0005]實(shí)驗(yàn)時(shí)用力壓下活塞(B)，壓縮容器(Ml)內(nèi)部空氣，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)的指針按順時(shí) 針向右發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)(表明容器內(nèi)溫度升高)；用力向外拉活塞(B)使空氣膨脹，電流表 的指針?lè)聪驍[動(dòng)(表明溫度降低)。這表明壓下活塞(B)，活塞(B)對(duì)容器(Ml)內(nèi)部 空氣做功，容器(Ml)內(nèi)部空氣內(nèi)能增加溫度升高；用力向外拉活塞(B)使空氣膨脹， (Ml)內(nèi)部空氣對(duì)活塞(B)做功，內(nèi)能減小溫度降低。利用本裝置可以簡(jiǎn)捷方便的完成 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的演示實(shí)驗(yàn)并可大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。


[0006]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元示意圖。[0007]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度監(jiān)測(cè)單元內(nèi)部電路圖。
具體實(shí)施方式
[0008]
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。[0009]如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型主要由一個(gè)以高強(qiáng)度硼化玻璃為材料制成的機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元和一個(gè)由惠斯能電橋構(gòu)成的溫度監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成。[0010]圖1中Ml是以高強(qiáng)度硼化玻璃為材料制成的由兩個(gè)直徑不同相互貫通的圓筒構(gòu) 成的“L”型容器，大圓筒的直徑約為5cm，圓筒高15cm，小圓筒直徑約為2cm，圓筒 長(zhǎng)10cm。在直徑較大的圓筒內(nèi)安裝有充氣活塞(B)，可以通過(guò)抽壓活塞(B)提高減小或 增大容器(Ml)內(nèi)部的氣壓。在直徑較小的圓筒內(nèi)安裝有一個(gè)20K Ω的熱敏電阻(Rt)， 溫度探測(cè)輸出端(Ni、Ν2)通過(guò)兩根導(dǎo)線穿過(guò)“L”型容器(Ml)的外壁與熱敏電阻(Rt) 兩端連接。Sl是一個(gè)可以可開(kāi)關(guān)的排氣閥門(mén)。[0011]圖2中，電阻(Rl、R2)、電位器(R3)、檢流計(jì)(G)、電源開(kāi)關(guān)(kl)直流電源 (Pl)及XI、X2端連接的熱敏電阻(Rt)組成一個(gè)惠斯通電橋，封裝在一個(gè)塑料盒中，構(gòu) 成溫度監(jiān)測(cè)單元，用于監(jiān)測(cè)“L”型容器(Ml)內(nèi)部溫度變化。R3是一個(gè)100ΚΩ電位 器，用來(lái)調(diào)節(jié)檢流計(jì)(G)的靜態(tài)示數(shù)。當(dāng)電橋中XI、X2所連接的熱敏電阻(Rt)的阻值 發(fā)生變化時(shí)，檢流計(jì)03)的指針將發(fā)生較大的擺動(dòng)，借此表明溫度的同步變化。因?yàn)闊?敏電阻(Rt)置于“L”型容器(Ml)內(nèi)部，當(dāng)(Ml)內(nèi)部氣體因壓強(qiáng)變化而發(fā)生溫度變 化時(shí)，熱敏電阻(Rt)的阻值將發(fā)生較大變化，檢流計(jì)03)的指針將發(fā)生較大的擺動(dòng)(按 本實(shí)施例中的電流方向，當(dāng)熱敏電阻Rt溫度升高時(shí)阻值會(huì)變大，而當(dāng)熱敏電阻Rt阻值 升高時(shí)，檢流計(jì)的指針按順時(shí)針向右發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，借此表明容器(Ml)內(nèi)溫度的同步變 化)。[0012]實(shí)驗(yàn)時(shí)，將溫度監(jiān)測(cè)單元的探測(cè)輸入端(XI、X2)分別連接到機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能演示單元的溫度探測(cè)輸出端(Ni、N2)上，然后打開(kāi)排氣閥門(mén)61)將活塞(B)提起 后再關(guān)閉排氣閥門(mén)61)，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)(Kl)，調(diào)節(jié)(R3)使檢流計(jì)(G)的靜態(tài)示數(shù)指向“0”。然后，用力壓下活塞(B)，壓縮容器(Ml)內(nèi)部空氣，活塞(B)對(duì)容器(Ml)內(nèi) 部空氣做功，容器(Ml)內(nèi)部空氣內(nèi)能增加溫度升高，熱敏電阻(Rt)的阻值將因溫度升 高而迅速增大，惠斯通電橋的平衡被打破，檢流計(jì)的指針將按順時(shí)針向右發(fā)生較大的擺 動(dòng)，表示容器內(nèi)溫度升高；如果用力向外拉活塞(B)使空氣膨脹，(Ml)內(nèi)部空氣對(duì)活塞 (B)做功，內(nèi)能減小溫度降低，熱敏電阻(Rt)的阻值將因溫度降低而迅速變小，惠斯通 電橋的平衡被打破，檢流計(jì)的指針將按逆時(shí)針向左發(fā)生較大的擺動(dòng)，表明容器內(nèi)溫度降 低。利用本裝置可以使學(xué)生更直觀真切的觀察和理解機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能現(xiàn)象，大大提高 實(shí)驗(yàn)的成功率和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。[0013]該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、效果明顯便于演示和觀察，可以大大提高實(shí)驗(yàn)教 學(xué)的效果。[0014]本實(shí)施例中熱敏電阻(Rt)選用溫度系數(shù)較高的具有正溫度系數(shù)(PTC)型，額定 電壓為6V的20ΚΩ熱敏電阻；Rl、R2選用20ΚΩ的碳膜電阻，電位器(R3)為100K Ω 的小型電位器，檢流計(jì)(G)選用AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)；直流電源選用6V直流電 源，可用四節(jié)AA電池串聯(lián)組成。其它元件無(wú)特殊要求。權(quán)利要求1. 一種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括一個(gè)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元和一 個(gè)溫度監(jiān)測(cè)單元，其特征在于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元的主體是由兩個(gè)直徑不同相互 貫通的以高強(qiáng)度硼化玻璃為材料的圓筒構(gòu)成的“L”型容器，直徑較大的圓筒內(nèi)安裝有充 氣活塞(B)，直徑較小的圓筒內(nèi)安裝有一個(gè)熱敏電阻(Rt)，溫度探測(cè)輸出端(Ni、N2)通 過(guò)兩根導(dǎo)線穿過(guò)“L”型容器(Ml)的外壁與熱敏電阻(Rt)兩端連接，電阻(Rl、R2)、 電位器(R3)、檢流計(jì)(G)、直流電源(Pl)組成溫度監(jiān)測(cè)單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型主要由一個(gè)以高強(qiáng)度硼化玻璃為材料制成的械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能操作單元和一個(gè)由惠斯能電橋構(gòu)成的溫度監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)時(shí)壓下活塞(B)，壓縮容器(M1)內(nèi)部空氣，檢流計(jì)的指針按順時(shí)針向右發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)(表示溫度升高)，活塞(B)對(duì)容器(M1)內(nèi)部空氣做功，容器(M1)內(nèi)部空氣內(nèi)能增加溫度升高；向外拉活塞(B)使空氣膨脹，(M1)內(nèi)部空氣內(nèi)能減小溫度降低。利用本裝置可以方便的完成械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的演示實(shí)驗(yàn)并可提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
文檔編號(hào)G09B23/06GK201812407SQ20102056272
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者柳延?xùn)| 申請(qǐng)人:柳延?xùn)|