質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置由天平、砝碼、密封透明容器及置于該透明容器內(nèi)的磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)組成，所述磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)主要由可折疊的左、右支架、可帶動(dòng)勺子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸和設(shè)在轉(zhuǎn)軸一端向下外延部端的永久磁鐵組成。利用容器外側(cè)的另一磁鐵從上向下斜向靠近該永久磁鐵就能將勺子傾倒，將勺子內(nèi)的藥品倒入容器底部完成化學(xué)反應(yīng)。本質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置能準(zhǔn)確、直觀地將質(zhì)量守恒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出來(lái)，實(shí)驗(yàn)精度高。
【專利說(shuō)明】質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的初中化學(xué)課本中所公開的一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)及操作過程是這樣的：用 藥匙在燒杯中放入少量碳酸鈉粉末，在小試管里傾倒少量稀鹽酸，把該小試管放入燒杯中， 將燒杯放在托盤天平上用砝碼平衡。取下燒杯并將其傾斜，使小試管中的稀鹽酸進(jìn)入燒杯 中，看到產(chǎn)生大量氣泡。反應(yīng)一段時(shí)間后，再將燒杯放回托盤天平上，發(fā)現(xiàn)天平不平衡了，指 針偏向砝碼一邊，也就是說(shuō)此時(shí)質(zhì)量減少了。此時(shí)，老師引導(dǎo)學(xué)生是因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生的氣體逸 出到空氣中，所以反應(yīng)后質(zhì)量減少，但實(shí)際上該化學(xué)反應(yīng)一樣遵守質(zhì)量守恒定律。本實(shí)驗(yàn)的 不足之處在于：不能準(zhǔn)確、直觀地將質(zhì)量守恒展示出來(lái)；因?qū)嶒?yàn)過程需要人手觸摸、移動(dòng)燒 杯，影響了稱重精度，從而，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置，它能準(zhǔn)確、直觀地將質(zhì)量守 恒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出來(lái)，實(shí)驗(yàn)精度高。
[0004] 本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的： 一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置，包括天平、砝碼、透明容器2和密封膠塞1，所述透明容 器2內(nèi)豎向置有磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)，該磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)由非磁性金屬的右支架3、左支架 17、第1活動(dòng)支撐桿10、第2活動(dòng)支撐桿13、勺子23、轉(zhuǎn)軸24和永久磁鐵6組成，所述右支 架3上端部設(shè)有第1軸套4,右支架3的右前腳11外延部彎曲后斜向上并通過第1活動(dòng)卡 口 8與右支架3的右后腳7中段滑動(dòng)扣接，所述左支架17上端部設(shè)有第2軸套18,左支架 17的左前腳12外延部彎曲后斜向上并通過第2活動(dòng)卡口 14與左支架17的左后腳15中 段滑動(dòng)扣接，所述右后腳7底端部與左后腳15底端部之間連接有Ω形活動(dòng)連接桿9,還設(shè) 有帶耳的勺子23,在勺耳開有第2孔21，該第2孔21下方的勺子23上圍邊上開有第1孔 20,在與第1孔20相對(duì)應(yīng)的勺子23上圍邊上開有第3孔22,所述轉(zhuǎn)軸24 -端支承在第1 軸套4上，轉(zhuǎn)軸24另一端依次穿過第1孔20、第2孔21和第3孔22并支承在第2軸套18 上，轉(zhuǎn)軸24中部為上水平弧形段19,轉(zhuǎn)軸4 一端向下外延部端設(shè)有磁鐵環(huán)5,該磁鐵環(huán)5內(nèi) 嵌裝有永久磁鐵6,轉(zhuǎn)軸4另一端外延部端設(shè)有限位環(huán)16。
[0005] 所述右支架3、左支架17、第1活動(dòng)支撐桿10、第2活動(dòng)支撐桿13、活動(dòng)連接桿9 和轉(zhuǎn)軸24采用紫銅線制作，并在其上套有熱縮管。所述勺子23由銅制作。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果： (1)本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)在于密封的透明容器內(nèi)豎向放置有磁力隔空傾斜機(jī)構(gòu)。實(shí)驗(yàn) 時(shí)，首先將適量的碳酸鈉粉末放入勺子內(nèi)，并用膠頭滴管滴入適量的稀鹽酸于透明容器內(nèi) 底部，然后塞緊密封膠塞，將該容器放在托盤天平上用砝碼平衡。利用同名磁極互相排斥 的原理，在容器外側(cè)用另一磁鐵與該機(jī)構(gòu)內(nèi)的磁鐵同極性的一端以約45°左右的傾角從上 斜向下靠近機(jī)構(gòu)內(nèi)的磁鐵，使其繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)勺子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將勺子內(nèi)的碳酸鈉 粉末傾倒入容器內(nèi)底部，完成密封容器內(nèi)的物質(zhì)混合。容器外的磁鐵與容器內(nèi)的磁鐵采用 同名磁極互相排斥或異名磁極互相吸引產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力都可以，但以同名磁極互相排斥效果更 佳。碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)會(huì)放出大量氣泡，反應(yīng)完成后天平的指針依然指向中間，清楚、 直觀地表明在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量是守恒的。通過這樣的實(shí)驗(yàn)過程能使學(xué)生更好地理 解所有的化學(xué)反應(yīng)都是質(zhì)量守恒的。
[0007] (2)由于裝好化學(xué)物品后的密閉容器一次放上托盤天平就能將本實(shí)驗(yàn)完成并演示 出來(lái)，而不需稱重后還要人手操作其化學(xué)反應(yīng)并二次移動(dòng)燒杯，因而，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn) 確度。
[0008] (3)本磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)既適合放置入廣口透明容器內(nèi)，也適合放置入窄口透明 容器內(nèi)，為此，采用了折疊式結(jié)構(gòu)。對(duì)于窄口透明容器而言，將左、右支架的支撐桿活動(dòng)卡口 滑向上，使左、右的前、后腳作前后方向折疊，然后將左、右支架作左右方向折疊。此時(shí)，就可 將左、右支架豎向放入窄口透明容器內(nèi)并將左、右支架向左右方向展開，將活動(dòng)撐桿卡口向 下滑動(dòng)，使左、右支架前、后腳的弧形底部與容器內(nèi)底部四壁接觸，從而，使已張開的左、右 支架比較平穩(wěn)地豎向放置在透明容器內(nèi)。最后將帶轉(zhuǎn)軸和永久磁鐵的勺子放入容器內(nèi)并將 轉(zhuǎn)軸兩端支承在第1、2軸套內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)本磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)豎向置放在窄口透明容器內(nèi)。
[0009] 由于上述左、右支架等桿件都是采用非磁性金屬線，例如，紫銅線制成，并套上熱 縮管，以降低酸堿對(duì)非磁性金屬線的腐蝕，并使左、右支架在容器底部放置得更平穩(wěn)。左、右 支架等桿件既有一定剛性，同時(shí)也具有可塑性，因而，才能實(shí)現(xiàn)將磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)放入窄 口透明容器內(nèi)的操作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未畫 出天平和破碼。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 通過下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0012] 實(shí)施例1 參見圖1所示，一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置由天平、砝碼、密封膠塞1、透明容器2和置 于透明容器2內(nèi)的磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)組成。天平可以采用托盤天平，也可以采用數(shù)字天平。 該磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)由非磁性金屬制作的右支架3、左支架17、第1活動(dòng)支撐桿10、第2活 動(dòng)支撐桿13、勺子23、轉(zhuǎn)軸24和永久磁鐵6組成。在右支架3上端部設(shè)有第1軸套4,右支 架3的右前腳11外延部彎曲后斜向上并通過第1活動(dòng)卡口 8與右支架3的右后腳7中段 滑動(dòng)扣接，在左支架17上端部設(shè)有第2軸套18,左支架17的左前腳12外延部彎曲后斜向 上并通過第2活動(dòng)卡口 14與左支架17的左后腳15中段滑動(dòng)扣接。右后腳7底端部與左 后腳15底端部之間連接有Ω形活動(dòng)連接桿9,使左、右支架17、3能實(shí)現(xiàn)左、右方向折疊。 還設(shè)有帶耳的勺子23,在勺耳開有第2孔21，該第2孔21下方的勺子23上圍邊上開有第 1孔20,在與第1孔20相對(duì)應(yīng)的勺子23上圍邊上開有第3孔22。轉(zhuǎn)軸24 -端支承在第1 軸套4上，轉(zhuǎn)軸24另一端依次穿過第1孔20、第2孔21和第3孔22并支承在第2軸套18 上，轉(zhuǎn)軸24中部為上水平弧形段19,轉(zhuǎn)軸4 一端向下外延部端設(shè)有磁鐵環(huán)5,該磁鐵環(huán)5內(nèi) 嵌裝有永久磁鐵6,轉(zhuǎn)軸4另一端外延部端設(shè)有限位環(huán)16。
[0013] 右支架3、左支架17、第1活動(dòng)支撐桿10、第2活動(dòng)支撐桿13、活動(dòng)連接桿9、轉(zhuǎn)軸 24采用紫銅線制作，并在其上套有熱縮管，使這些紫銅線得到防腐保護(hù)，同時(shí)也使右支架 3、左支架17的底部與透明容器2的內(nèi)壁之間的摩擦系數(shù)加大，增強(qiáng)置于透明容器2內(nèi)的磁 力隔空傾倒機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)性。所述勺子23由銅制作。
[0014] 實(shí)施例2 參見圖1所示，本實(shí)施例是采用磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)和托盤天平作質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的 過程。把裝有磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)的透明容器2橫放，用藥匙把少量碳酸鈉粉末放入磁力隔 空傾倒機(jī)構(gòu)的勺子23里，把容器2正放，用膠頭滴管滴入幾毫升的稀鹽酸于容器2內(nèi)底部 中，注意滴加稀鹽酸時(shí)不要碰到勺子23里的碳酸鈉粉末，然后塞緊密封膠塞1，把整套容器 和藥品放在托盤天平上用砝碼平衡。利用同名磁極互相排斥的原理，在容器2外側(cè)用另一 磁鐵與轉(zhuǎn)軸24磁鐵環(huán)5的永久磁鐵6相同極性的一端從上方約45°角度斜向下靠近永久 磁鐵6,同名磁極互相排斥使得永久磁鐵6帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)軸24帶動(dòng)勺子23轉(zhuǎn)動(dòng)， 使碳酸鈉粉末傾倒，從而完成在密閉容器內(nèi)的物質(zhì)混合。利用異名磁極互相吸引的原理也 可以，但利用異名磁極互相吸引所產(chǎn)生的吸力在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸24的時(shí)候因?yàn)樵搩蓧K磁鐵緊緊 吸住，容易帶動(dòng)整個(gè)傾倒機(jī)構(gòu)傾斜，操作起來(lái)不夠美觀和穩(wěn)定。看到反應(yīng)放出大量氣泡，反 應(yīng)完后天平的指針依然指向中間，表示在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量是守恒的。然后打開密 封膠塞1放出氣體后，看到天平的指針偏向砝碼一邊，說(shuō)明產(chǎn)生的氣體逸出后質(zhì)量減少了。 通過這樣的實(shí)驗(yàn)過程使學(xué)生準(zhǔn)確、直觀地觀察到化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，更好地理解所 有的化學(xué)反應(yīng)都是質(zhì)量守恒的，只是因?yàn)橛行┗瘜W(xué)反應(yīng)沒有把所有的反應(yīng)物或生成物稱量 才導(dǎo)致質(zhì)量在反應(yīng)前后不相等。
[0015] 實(shí)施例3 參見圖1所示，本實(shí)施例是采用數(shù)字天平和磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)作質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的 過程。把裝有磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)的透明容器2橫放，用藥匙把少量碳酸鈉粉末放入磁力隔 空傾倒機(jī)構(gòu)的勺子23里，把容器2正放，用膠頭滴管滴入幾毫升的稀鹽酸于容器2內(nèi)底部 中，注意滴加稀鹽酸時(shí)不要碰到勺子里的碳酸鈉粉末，然后塞緊密封膠塞1，把整套容器和 藥品放在數(shù)字天平上稱量質(zhì)量并讀取數(shù)據(jù)。利用同名磁極互相排斥的原理，在容器2外側(cè) 用另一磁鐵與轉(zhuǎn)軸24磁鐵環(huán)5的永久磁鐵6相同極性的一端從上方約45°角度斜向下靠 近永久磁鐵6,同名磁極互相排斥使得永久磁鐵6帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)軸24帶動(dòng)勺子23 轉(zhuǎn)動(dòng)，使碳酸鈉粉末傾倒，從而完成在密閉容器內(nèi)的物質(zhì)混合。利用異名磁極互相吸引的 原理也可以，但利用異名磁極互相吸引所產(chǎn)生的吸力在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸24的時(shí)候因?yàn)樵搩蓧K磁 鐵緊緊吸住，容易帶動(dòng)整個(gè)傾倒機(jī)構(gòu)傾斜，操作起來(lái)不夠美觀和穩(wěn)定?？吹椒磻?yīng)放出大量氣 泡，反應(yīng)完后讀取數(shù)據(jù)，讀數(shù)跟反應(yīng)前是一樣的。表示在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量是守恒 的。然后打開密封膠塞1放出氣體后，讀取數(shù)據(jù)，看到數(shù)據(jù)明顯減少了，說(shuō)明產(chǎn)生的氣體逸 出后質(zhì)量減少了。通過這樣的實(shí)驗(yàn)過程使學(xué)生準(zhǔn)確、直觀地觀察到化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量變 化，更好地理解所有的化學(xué)反應(yīng)都是質(zhì)量守恒的，只是因?yàn)橛行┓磻?yīng)沒有把所有的反應(yīng)物 或生成物稱量才導(dǎo)致質(zhì)量在反應(yīng)前后不相等。使用數(shù)字天平比用托盤天平在稱量上更省時(shí) 方便和精確。
[0016] 下面給出實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)施例3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)有教科書所公開的用燒 杯、試管和托盤天平所作實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，它是采用上述三套不同裝置進(jìn)行等量實(shí)驗(yàn)對(duì)比 的結(jié)果：

【權(quán)利要求】
1. 一種質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置，包括天平、砝碼、透明容器（2)和密封膠塞（1 )，其特征 在于：所述透明容器（2)內(nèi)豎向置有磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)，該磁力隔空傾倒機(jī)構(gòu)由非磁性金 屬的右支架（3)、左支架（17)、第1活動(dòng)支撐桿（10)、第2活動(dòng)支撐桿（13)、勺子（23)、轉(zhuǎn)軸 (24)和永久磁鐵（6)組成，所述右支架（3)上端部設(shè)有第1軸套（4)，右支架（3)的右前腳 (11)外延部彎曲后斜向上并通過第1活動(dòng)卡口（8)與右支架（3)的右后腳（7)中段滑動(dòng)扣 接，所述左支架（17)上端部設(shè)有第2軸套（18)，左支架（17)的左前腳（12)外延部彎曲后 斜向上并通過第2活動(dòng)卡口（ 14)與左支架（17)的左后腳（15)中段滑動(dòng)扣接，所述右后腳 (7)底端部與左后腳（15)底端部之間連接有Q形活動(dòng)連接桿（9)，還設(shè)有帶耳的勺子（23)， 在勺耳開有第2孔（21)，該第2孔（21)下方的勺子（23)上圍邊上開有第1孔（20)，在與第 1孔（20)相對(duì)應(yīng)的勺子（23)上圍邊上開有第3孔（22)，所述轉(zhuǎn)軸（24) -端支承在第1軸 套（4)上，轉(zhuǎn)軸（24)另一端依次穿過第1孔（20)、第2孔（21)和第3孔（22)并支承在第2 軸套（18)上，轉(zhuǎn)軸（24)中部為上水平弧形段（19)，轉(zhuǎn)軸（4) 一端向下外延部端設(shè)有磁鐵環(huán) (5)，該磁鐵環(huán)（5)內(nèi)嵌裝有永久磁鐵（6)，轉(zhuǎn)軸（4)另一端外延部端設(shè)有限位環(huán)（16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述右支架（3)、左支 架（17 )、第1活動(dòng)支撐桿（10 )、第2活動(dòng)支撐桿（13 )、活動(dòng)連接桿（9 )和轉(zhuǎn)軸（24 )采用紫銅 線制作，并在其上套有熱縮管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述勺子（23)由銅制 作。
【文檔編號(hào)】G09B23/24GK104485046SQ201410617169
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】侯瑞歡 申請(qǐng)人:佛山市禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)第三中學(xué)