CN114241861B - 一种热胀冷缩演示教具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热胀冷缩演示教具，属于教学用具，外壳由透明材料制成，隔板固定于外壳并将外壳分隔成第一存储部以及第二存储部，第一存储部以及第二存储部分别存储不同颜色的液体，加热装置将第一存储部内的液体加热，第一存储部与第二存储部通过压力阀连通，第一存储部内的液体加热后压力增大使压力阀开启，第一存储部内的液体落入第二存储部，能够明显地观察到热胀带来的结果，并且由于第一存储部以及第二存储部的液体颜色不同，不仅使第一存储部内的液体滴落更加明显，同时还能观察到不同颜色相互融合的过程，进一步增强学生对色彩的感知、加深对颜色调和的了解。
Description
技术领域
本发明涉及教学用具，尤其是涉及一种热胀冷缩演示教具。
背景技术
在中小学教学中，涉及热胀冷缩，通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。目前由于缺乏专用的演示教具，在教学过程中，大多还停留在理论授课，没有相配套的实验设备，学生没办法亲身实践，对热胀冷缩原理及结果没有相对直观的体会，对其学习效果有一定的影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够直接观察以及亲身实践的热胀冷缩演示教具，便于学生了解热胀冷缩原理及结果，提升教学质量。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种热胀冷缩演示教具，包括水箱，所述水箱包括外壳以及隔板，所述外壳由透明材料制成，所述隔板固定于所述外壳并将所述外壳分隔成第一存储部以及第二存储部，所述第一存储部以及所述第二存储部分别存储不同颜色的液体，所述热胀冷缩演示教具还包括压力阀以及加热装置，所述加热装置安装于所述第一存储部内并能够将所述第一存储部内的液体加热，所述压力阀安装于所述隔板，所述压力阀的入水孔与所述第一存储部连通，所述压力阀的出水孔与所述第二存储部连通，所述第一存储部内的液体加热后压力增大使所述压力阀开启，所述第一存储部内的液体通过所述压力阀进入所述第二存储部与所述第二存储部内的液体混合并且颜色产生变化。
进一步的，所述加热装置为加热管，所述加热管环绕所述第一存储部的四周，所述加热装置设有入水口以及出水口，所述入水口以及所述出水口分别与所述加热管两端连通，热水通过所述入水口流入所述加热管为所述第一存储部内的液体加热。
进一步的，所述入水口以及所述出水口位于不同的水平高度，所述入水口低于所述出水口。
进一步的，所述加热装置为电阻丝加热器，所述电阻丝加热器固定于所述第一存储部的顶部并通过空气与所述第一存储部内的液体隔开。
进一步的，所述热胀冷缩演示教具还包括温度测量装置，所述温度测量装置固定于所述第一存储部并与所述第一存储部内的液体接触。
进一步的，所述热胀冷缩演示教具还包括称重装置，所述称重装置安装于所述隔板以称量所述第一存储部内的液体的质量。
进一步的，所述热胀冷缩演示教具还包括排水口，所述排水口设置于所述第二存储部的底部。
进一步的，所述压力阀包括阀体，所述入水孔以及所述出水孔设置于所述阀体上，所述入水孔的轴线与所述出水孔的轴线垂直。
进一步的，所述压力阀还包括阀座、堵头以及弹性件，所述阀座安装于所述阀体，所述弹性件端部固定于所述阀座，所述堵头位于所述弹性件上。
进一步的，所述堵头呈球形，所述堵头的直径大于所述入水孔的直径。
相比现有技术，本发明热胀冷缩演示教具的外壳由透明材料制成，隔板固定于外壳并将外壳分隔成第一存储部以及第二存储部，第一存储部以及第二存储部分别存储不同颜色的液体，加热装置安装于第一存储部内并能够将第一存储部内的液体加热，压力阀安装于隔板，压力阀的入水孔与第一存储部连通，压力阀的出水孔与第二存储部连通，第一存储部内的液体加热后压力增大使压力阀开启，第一存储部内的液体通过压力阀进入第二存储部与第二存储部内的液体混合并且颜色产生变化，通过上述设计，在使第一存储部内的液体温度上升后，体积增大，第一存储部压强变大，达到压力阀的开启压力，压力阀开启，第一存储部内的液体落入第二存储部，能够明显地观察到热胀带来的结果，并且由于第一存储部以及第二存储部的液体颜色不同，不仅使第一存储部内的液体滴落更加明显，同时还能观察到不同颜色相互融合的过程，进一步增强学生对色彩的感知以及加深对颜色调和的了解。
附图说明
图1为本发明热胀冷缩演示教具的立体图；
图2为图1的热胀冷缩演示教具的剖视图；
图3为图2的压力阀的结构示意图。。
图中：10、支架；20、水箱；21、外壳；22、隔板；23、第一存储部；24、第二存储部；25、加热装置；250、入水口；251、出水口；30、温度测量装置；40、称重装置；50、压力阀；51、阀体；510、入水孔；511、出水孔；52、阀座；53、堵头；54、弹性件；60、排水口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1至图3为本发明热胀冷缩演示教具，热胀冷缩演示教具包括支架10、水箱20、温度测量装置30、称重装置40、压力阀50以及排水口60。
水箱20安装于支架10。
水箱20包括外壳21以及隔板22。外壳21由透明材料制成。隔板22固定于外壳21内部并将外壳21分隔成第一存储部23以及第二存储部24。第一存储部23位于第二存储部24上方。第一存储部23以及第二存储部24分别用于存储不同颜色的液体。采用不同颜色的液体，一方面可以使第一存储部23的液体落入第二存储部24时更加明显；另一方面同时可以使学生同时了解不同颜色融合的过程以及结果，进一步增强学生对色彩的感知以及加深对颜色调和的了解。在本实施例中，液体为水。
加热装置25安装于第一存储部23中，用于将第一存储部23中的液体加热。具体的，在本实施例中，加热装置25为加热管，加热管均匀环绕于第一存储部23的侧部。加热装置25设有入水口250以及出水口251，入水口250以及出水口251分别与加热管两端连通。入水口250以及出水口251位于不同水平高度。具体的，入水口250位于出水口251下方。这样设计，便于热水先经过第一存储部23底部，使第一存储部23底部的液体先加热，液体受热更加均匀。在其他实施例中，加热装置25为电阻丝加热器。电阻丝加热器固定于第一存储部23的顶部并通过空气与第一存储部23内的液体隔开。
温度测量装置30固定于第一存储部23，温度测量装置30用于测量第一存储部23内液体温度，便于学生根据温度以及压力阀50的开启压力来计算温度升高对体积的影响。
称重装置40安装于隔板22，称重装置40用于称量第一存储部23内液体重量，便于学生根据第一存储部23内剩余液体重量，来得到不同颜色液体融合成特定颜色时两种液体的质量份数。
压力阀50安装于隔板22，第一存储部23通过压力阀50与第二存储部24连通。压力阀50包括阀体51、阀座52、堵头53以及弹性件54。阀体51设有入水孔510以及出水孔511。入水孔510的轴线与出水孔511的轴线垂直。阀座52安装于阀体51。弹性件54的端部固定于阀座52，堵头53位于弹性件54的另一端。具体的，堵头53呈球形，堵头53的直径大于入水孔510的直径。弹性件54为弹簧。
排水口60设置于第二存储部24的底部，排水口60用于排出混合后的液体。
使用热胀冷缩演示教具时，加热装置25对第一存储部23的液体进行加热，使第一存储部23的液体受热膨胀，第一存储部23内压强增大，直至达到压力阀50的开启压力。压力阀50的堵头53下移，使入水孔510与出水孔511连通。第一存储部23的液体通过压力阀50留至第二存储部24。由于第一存储部23以及第二存储部24的液体颜色不同，第一存储部23内的液体滴落更加明显，能够明显地观察到热胀带来的结果。同时还能观察到不同颜色相互融合的过程，进一步增强学生对色彩的感知以及加深对颜色调和的了解。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种热胀冷缩演示教具，包括水箱，其特征在于：所述水箱包括外壳以及隔板，所述外壳由透明材料制成，所述隔板固定于所述外壳并将所述外壳分隔成第一存储部以及第二存储部，所述第一存储部以及所述第二存储部分别存储不同颜色的液体，所述热胀冷缩演示教具还包括压力阀以及加热装置，所述加热装置为加热管，所述加热管环绕所述第一存储部的四周，所述加热装置设有入水口以及出水口，所述入水口低于所述出水口，所述入水口以及所述出水口分别与所述加热管两端连通，热水通过所述入水口流入所述加热管为所述第一存储部内的液体加热，所述加热装置安装于所述第一存储部内，所述压力阀包括阀体、阀座、堵头以及弹性件，所述压力阀安装于所述隔板，所述压力阀的入水孔与所述第一存储部连通，所述压力阀的出水孔与所述第二存储部连通，所述入水孔以及所述出水孔设置于所述阀体上，所述入水孔的轴线与所述出水孔的轴线垂直，所述阀座安装于所述阀体，所述弹性件端部固定于所述阀座，所述堵头位于所述弹性件上，所述堵头呈球形，所述堵头的直径大于所述入水孔的直径，所述第一存储部内的液体加热后压力增大使所述压力阀开启，所述第一存储部内的液体通过所述压力阀进入所述第二存储部与所述第二存储部内的液体混合并且颜色产生变化，所述热胀冷缩演示教具还包括称重装置，所述称重装置安装于所述隔板以称量所述第一存储部内的液体的重量。
2.根据权利要求1所述的热胀冷缩演示教具，其特征在于：所述热胀冷缩演示教具还包括温度测量装置，所述温度测量装置固定于所述第一存储部并与所述第一存储部内的液体接触。
3.根据权利要求1所述的热胀冷缩演示教具，其特征在于：所述热胀冷缩演示教具还包括排水口，所述排水口设置于所述第二存储部的底部。
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