一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，屬于物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)領(lǐng)域，主要解決目前傳統(tǒng)物理相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置存在安全隱患或者構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，而且造作繁瑣等問題。其腔體內(nèi)部有容納液態(tài)水或者其他液體的空腔，腔體前側(cè)豎直方向有容納透視窗的凹槽，緊固螺釘通過蓋板四周的階梯孔實(shí)現(xiàn)蓋板與腔體的連接固定，蓋板中心位置豎直設(shè)置充氣活塞，蓋板上面一側(cè)分布?xì)鈮猴@示屏和溫度顯示屏，氣壓傳感器和溫度傳感器位于蓋板底面一側(cè)，加熱底座為方形結(jié)構(gòu)，電纜通入加熱底座后與電熱絲連接，加熱底座上側(cè)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的空腔密封。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，實(shí)驗(yàn)過程中可以隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
【專利說明】一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，屬于物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]沸點(diǎn)即液體的飽和蒸氣壓與外界壓強(qiáng)相等時(shí)的溫度。當(dāng)液體沸騰時(shí)，在其內(nèi)部所形成的氣泡中的飽和蒸汽壓必須與外界施予的壓強(qiáng)相等，氣泡才有可能長大并上升，所以，沸點(diǎn)也就是液體的飽和蒸汽壓等于外界壓強(qiáng)時(shí)的溫度。液體的沸點(diǎn)跟外部壓強(qiáng)有關(guān)。當(dāng)液體所受的壓強(qiáng)增大時(shí)，它的沸點(diǎn)升高；壓強(qiáng)減小時(shí)；沸點(diǎn)降低。例如，蒸汽鍋爐里的蒸汽壓強(qiáng)，約有幾十個(gè)大氣壓，鍋爐里的水的沸點(diǎn)可在200°C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(shì)的升高而降低，水的沸點(diǎn)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￠00毫米汞柱)，水的沸點(diǎn)是93.5°C )，沸點(diǎn)低的一般先汽化，而沸點(diǎn)高的一般較難汽化。
[0003]在相同的大氣壓下，液體不同沸點(diǎn)亦不相同。這是因?yàn)轱柡推麎汉鸵后w種類有關(guān)。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°C時(shí)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(qiáng)相等，將乙醚加熱到35°C即可沸騰。液體中若含有雜質(zhì)，則對(duì)液體的沸點(diǎn)亦有影響。液體中含有溶質(zhì)后它的沸點(diǎn)要比純凈的液體高，這是由于存在溶質(zhì)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(diǎn)。不同液體在同一外界壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)不同。沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)而變化的關(guān)系可由克勞修斯方程式得到。學(xué)習(xí)液態(tài)水沸點(diǎn)與氣壓之間存在的關(guān)系是目前初中和高中物理課程中重要的部分，當(dāng)前課堂教學(xué)過程中采用的教學(xué)手段多采用加熱燒瓶后進(jìn)行密封然后澆冷水降溫降壓的方式以達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果的，該手段無法實(shí)現(xiàn)高于大氣壓的情況演示，同時(shí)操作過程比較危險(xiǎn)容易發(fā)生爆裂和燙傷等情況，而該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，而且造作繁瑣，不適宜初高中階段學(xué)生的操作，本設(shè)計(jì)針對(duì)初高中階段物理教學(xué)中沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系部分的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，安全系數(shù)高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)初高中階段物理教學(xué)中沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系部分的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中所用到的實(shí)驗(yàn)裝置存在安全隱患或者構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，而且造作繁瑣等問題，設(shè)計(jì)出一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，安全系數(shù)高的演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其設(shè)計(jì)主要采用加熱封閉腔體的液態(tài)水，同時(shí)調(diào)節(jié)墻體內(nèi)壓強(qiáng)，觀察沸騰時(shí)氣壓表和溫度表的示數(shù)，從而對(duì)物理課程中氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系有更直觀的認(rèn)識(shí)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]該演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，其內(nèi)部有容納液態(tài)水或者其他液體的空腔，腔體前側(cè)有長方形通孔，腔體前側(cè)豎直方向有容納透視窗的凹槽，透視窗為透明玻璃材質(zhì)，蓋板為方形結(jié)構(gòu)，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(shí)現(xiàn)蓋板與腔體的連接固定，蓋板中心位置豎直設(shè)置充氣活塞，所述充氣活塞底端位于蓋板底面一側(cè)，充氣活塞外體與蓋板為一體式結(jié)構(gòu)，蓋板上面一側(cè)分布?xì)鈮猴@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(guān)系實(shí)現(xiàn)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(cè)，蓋板另一側(cè)有通孔，安全塞安裝于蓋板一側(cè)的通孔內(nèi)，所述安全塞一端有拉環(huán)結(jié)構(gòu)，安全塞中心部分為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形結(jié)構(gòu)直徑與蓋板一側(cè)的通孔孔徑相等，安全塞另一端有一段環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的直徑大于蓋板一側(cè)的通孔孔徑，密封條位于蓋板底面朝向透視窗一側(cè)，密封條厚度與腔體前側(cè)豎直方向容納透視窗的凹槽寬度相等，加熱底座為方形結(jié)構(gòu)，其四角位置有階梯孔結(jié)構(gòu)，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(nèi)實(shí)現(xiàn)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(cè)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(cè)中心位置的空腔密封。
[0007]本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn):
[0008]1.該設(shè)計(jì)采用密封加熱式結(jié)構(gòu)，使得加熱過程在一個(gè)密封的空腔內(nèi)完成，提高了實(shí)驗(yàn)裝置的安全性，避免操作過程中發(fā)生燙傷等安全事故。
[0009]2.本設(shè)計(jì)集成了氣壓和溫度傳感顯示裝置，可以即時(shí)讀取該兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析，使得該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作過程簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)讀取方便。
[0010]3.本實(shí)驗(yàn)臺(tái)加裝充氣活塞裝置，可以實(shí)現(xiàn)氣壓的隨時(shí)調(diào)節(jié)，大大增加了實(shí)驗(yàn)過程參數(shù)的可調(diào)節(jié)性有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更加充分的體會(huì)壓強(qiáng)與沸點(diǎn)之間的關(guān)系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型底部結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型底座結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型底座裝配圖。
[0015]圖5為本實(shí)用新型蓋板裝配圖。
[0016]圖6為本實(shí)用新型蓋板底面圖。
[0017]圖7為本實(shí)用新型蓋板結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中:1_蓋板、2-安全塞、3-充氣活塞、4-氣壓顯不屏、5-溫度顯不屏、6-緊固螺釘、7-腔體、8-電纜、9-插頭、10-加熱底座、11-透視窗、12-底座螺栓、13-電熱絲、14-氣壓傳感器、15-溫度傳感器、16-密封條、17-底座蓋板、18-蓋板螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1至圖7所示，一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其結(jié)構(gòu)包括:蓋板1、安全塞2、充氣活塞3、氣壓顯不屏4、溫度顯不屏5、緊固螺釘6、腔體7、電纜8、插頭9、加熱底座10、透視窗11、底座螺栓12、電熱絲13、氣壓傳感器14、溫度傳感器15、密封條16、底座蓋板17、蓋板螺栓18。腔體7為長方體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部有容納液態(tài)水或者其他液體的空腔，腔體7前側(cè)有長方形通孔，腔體7前側(cè)豎直方向有容納透視窗11的凹槽，透視窗11為透明玻璃材質(zhì)，蓋板I為方形結(jié)構(gòu)，蓋板I四周均勻分布階梯孔，緊固螺釘6通過蓋板I四周的階梯孔實(shí)現(xiàn)蓋板I與腔體7的連接固定，蓋板I中心位置豎直設(shè)置充氣活塞3，所述充氣活塞3底端位于蓋板I底面一側(cè)，充氣活塞3外體與蓋板I為一體式結(jié)構(gòu)，蓋板I上面一側(cè)分布?xì)鈮猴@不屏4和溫度顯不屏5，所述氣壓顯不屏4和溫度顯不屏5與蓋板I之間米用鑲嵌關(guān)系實(shí)現(xiàn)連接，氣壓傳感器14和溫度傳感器15分別與分別氣壓顯示屏4和溫度顯示屏5連接，氣壓傳感器14和溫度傳感器15位于蓋板I底面一側(cè)，蓋板I另一側(cè)有通孔，安全塞2安裝于蓋板I 一側(cè)的通孔內(nèi)，所述安全塞2 —端有拉環(huán)結(jié)構(gòu)，安全塞2中心部分為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形結(jié)構(gòu)直徑與蓋板I 一側(cè)的通孔孔徑相等，安全塞2另一端有一段環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的直徑大于蓋板I 一側(cè)的通孔孔徑，密封條16位于蓋板I底面朝向透視窗11 一側(cè)，密封條16厚度與腔體7前側(cè)豎直方向容納透視窗11的凹槽寬度相等，加熱底座10為方形結(jié)構(gòu)，其四角位置有階梯孔結(jié)構(gòu)，腔體7底面四角位置有螺紋孔，底座螺栓12穿過加熱底座10四角位置的階梯孔旋入腔體7底面四角位置的螺紋孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)加熱底座10與腔體7的連接，電纜8 一端連接插頭9另一端連接加熱底座10，電纜8通入加熱底座10后與電熱絲13連接，加熱底座10上側(cè)中心位置有容納電熱絲13的空腔，底座蓋板17通過蓋板螺栓18將加熱底座10上側(cè)中心位置的空腔密封。
[0020]本設(shè)計(jì)在使用時(shí)先將蓋板I打開，將水或者其他待實(shí)驗(yàn)液體倒入腔7體內(nèi)，然后把蓋板I密封，旋緊緊固螺釘6并將安全塞2插入蓋板I 一側(cè)的通孔內(nèi)，密封好之后將插頭9插入電源插座上給整個(gè)裝置加熱，隨著溫度的升高當(dāng)達(dá)到液體沸點(diǎn)時(shí)腔體7內(nèi)的液體沸騰，此時(shí)讀取氣壓顯示屏4和溫度顯示屏5上的豎直即可得出相應(yīng)壓強(qiáng)下的沸點(diǎn)，此時(shí)可以借助充氣活塞3給腔體7內(nèi)加壓，隨著腔體7內(nèi)壓強(qiáng)的增大，可以繼續(xù)測(cè)得該壓強(qiáng)下的液體沸點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后斷開電源，拔出安全塞2釋放氣壓，啟開蓋板I將腔體7內(nèi)清洗干凈以備后用即可。
[0021]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的范圍內(nèi)，可輕易想到的變化，都應(yīng)涵蓋在實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)包括蓋板(1)、安全塞(2)、充氣活塞(3)、氣壓顯示屏(4)、溫度顯示屏(5)、緊固螺釘(6)、腔體(7)、電纜(8)、插頭(9)、加熱底座(10)、透視窗(11)、底座螺栓(12)、電熱絲(13)、氣壓傳感器(14)、溫度傳感器(15)、密封條(16)、底座蓋板(17)、蓋板螺栓(18);其特征是:腔體(7)為長方體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部有容納液態(tài)水或者其他液體的空腔，腔體(7)前側(cè)有長方形通孔，腔體(7)前側(cè)豎直方向有容納透視窗(11)的凹槽；蓋板(I)為方形結(jié)構(gòu)，蓋板(I)四周均勻分布階梯孔，緊固螺釘(6)通過蓋板(I)四周的階梯孔實(shí)現(xiàn)蓋板(I)與腔體(7)的連接固定，蓋板(I)中心位置豎直設(shè)置充氣活塞(3)，蓋板(I)上面一側(cè)分布?xì)鈮猴@示屏(4)和溫度顯示屏(5)，所述氣壓顯示屏⑷和溫度顯示屏(5)與蓋板⑴之間采用鑲嵌關(guān)系實(shí)現(xiàn)連接，氣壓傳感器(14)和溫度傳感器(15)分別與分別氣壓顯示屏⑷和溫度顯示屏(5)連接，氣壓傳感器(14)和溫度傳感器(15)位于蓋板(I)底面一側(cè)；加熱底座(10)為方形結(jié)構(gòu)，其四角位置有階梯孔結(jié)構(gòu)，腔體(7)底面四角位置有螺紋孔，底座螺栓(12)穿過加熱底座(10)四角位置的階梯孔旋入腔體⑵底面四角位置的螺紋孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)加熱底座(10)與腔體(7)的連接；電纜⑶一端連接插頭(9)另一端連接加熱底座(10)，電纜⑶通入加熱底座(10)后與電熱絲(13)連接，加熱底座(10)上側(cè)中心位置有容納電熱絲(13)的空腔，底座蓋板(17)通過蓋板螺栓(18)將加熱底座(10)上側(cè)中心位置的空腔密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征是:所述充氣活塞(3)底端位于蓋板(I)底面一側(cè)，充氣活塞(3)外體與蓋板(I)為一體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征是:蓋板(I)另一側(cè)有通孔，安全塞(2)安裝于蓋板(I) 一側(cè)的通孔內(nèi)，所述安全塞(2) —端有拉環(huán)結(jié)構(gòu)，安全塞(2)中心部分為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形結(jié)構(gòu)直徑與蓋板(I) 一側(cè)的通孔孔徑相等，安全塞(2)另一端有一段環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的直徑大于蓋板(I) 一側(cè)的通孔孔徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種演示氣壓與沸點(diǎn)關(guān)系的活塞式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征是:密封條(16)位于蓋板(I)底面朝向透視窗(11) 一側(cè)，密封條(16)厚度與腔體(7)前側(cè)豎直方向容納透視窗(11)的凹槽寬度相等。
【文檔編號(hào)】G09B23/16GK204189356SQ201420622724
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】高述濤 申請(qǐng)人:高述濤