CN204463603U - 温度压强数显型气体做功内能减少演示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温度压强数显型气体做功内能减少演示器，包括底座，底座上设有背板、气室和贮气筒，贮气筒内设有热敏电阻和压力传感器，热敏电阻和压力传感器连接微处理器，微处理器与温度显示屏、压强显示屏相连，温度显示屏、压强显示屏设置在背板上，贮气筒一端连有带单向阀的进气管，另一端通过带操作阀的连接管连接气室，气室内设有活塞。本实用新型既能演示气体对外做功内能减少、温度下降，又能做气体被压缩内能增加、温度升高的实验，单个实验温度变化幅度大于10℃，实验效果明显。温度和压强采用数显屏，有利于观察实验效果。设计有做功气室与活塞，连接绳控制活塞的飞出距离，保证实验人员的人身安全。
Description
技术领域
本实用新型属于物理教学用具，具体是一种温度压强数显型气体做功内能减少演示器。
背景技术
在新编义务教育课程标准实验教科书《物理》九年级第十六章第二节“内能”中，讲授“物体内能的改变”，其中，“做功改变物体的内能”有二个演示实验：一是用空气压缩引火仪演示“空气被压缩时内能增大”；一是用“成雾法”演示“空气推动塞子时，内能减少”。“成雾法”作为内能减少温度降低的一种显示方法，有很多疑问没解决：由于温度降低并不是成雾的唯一原因，故成雾也不是温度降低的必然结果。所以这种实验方案虽然操作性强，但在科学性上是不严密的。
在全日制普通高中教科书(必修加选修)《物理》第二册第十一章第四节“物体的内能”中，讲授“改变内能的两种方式”，有二个演示实验：一是用空气压缩引火仪演示“压缩气体做功，气体内能增加”；一是用“一支灵敏温度计和一根气针”通过向厚壁容器内打气，增大容器内的压强，“让气体冲开胶塞”，使“温度计的示数明显变小”，从而演示“气体对外做功，内能减少”。采用灵敏温度计、气针、厚壁容器和胶塞来做实验，让气体冲开胶塞，使温度计示数明显变小，这种实验方案科学增强，但是可操作性不强，实验装置很难控制。
申请号为201020619732. 6的中国专利公开了一种气体做功内能改变演示器，储气罐连接的气管上设有气压表，观察不方便，影响学生实验效果。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种便于观察、实验精度高、科学性和操作性强的温度压强数显型气体做功内能减少演示器。
本实用新型采用以下技术方案实现上述目的：温度压强数显型气体做功内能减少演示器，包括底座，底座上设有背板、气室和贮气筒，贮气筒内设有热敏电阻和压力传感器，热敏电阻和压力传感器连接微处理器，微处理器与温度显示屏、压强显示屏相连，温度显示屏、压强显示屏设置在背板上，贮气筒一端连有带单向阀的进气管，另一端通过带操作阀的连接管连接气室，气室内设有活塞。
所述单向阀为车用气门芯。
活塞顶部设有挂环，活塞通过连接绳与气室连接。
贮气筒和气室由透明亚克力玻璃制成。
本实用新型既能做气体对外做功内能减少、温度下降的演示实验，又能做气体被压缩内能增加、温度升高的实验，两个实验可以连续做，单个实验温度变化幅度大于10℃，实验效果明显。设计有做功气室与活塞，活塞冲出气室，气体做功效果明显，贮气筒和气室由透明亚克力玻璃制成，温度和压强采用数显屏，有利于观察实验效果和控制气体做功。活塞通过连接绳与气室连接，气体做功，活塞冲出气室，连接绳控制活塞的飞出距离，保证实验人员的人身安全。进气管口设车用气门芯，既可以用打气筒向贮气筒内打气，使用方便，又可以通过车用气门芯顶杆将贮气筒内气体缓慢放出，观察气体压强变化效果明显，确保实验更顺利的进行。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，温度压强数显型气体做功内能减少演示器，包括包括底座1，底座1上设有背板2、气室3和贮气筒4，贮气筒4内设有热敏电阻5和压力传感器6，热敏电阻5和压力传感器6连接微处理器7，微处理器7与温度显示屏8、压强显示屏9相连，温度显示屏、压强显示屏设置在背板上，贮气筒4一端连有带单向阀13的进气管12，所述单向阀12为车用气门芯，另一端通过带操作阀10的连接管11连接气室3，气室3内设有活塞14，气体做功，活塞冲出气室，气体做功效果明显易观察；活塞顶部设有挂环，活塞通过连接绳与气室连接，控制活塞的飞出距离，保证实验人员的人身安全；贮气筒和气室由透明亚克力玻璃制成，便于观察气体做功。
热敏电阻和压力传感器均固定密封在贮气筒内，热敏电阻采集的阻值，通过微处理器转换成温度在温度数显表上显示，压力传感器采集的压力信号通过微处理器转化成压强数字信号，直接在压强数显表上显示气体压强大小，气体温度变化情况观察方便，完善演示实验效果。
热敏电阻器选用直热式负温度系数热敏电阻器，在温度为15-35℃范围内，热敏电阻的阻值随温度变化应有单向明显变化。
本实用新型可以演示两种实验：1.演示压缩气体做功，气体内能增加：关闭操作阀，向贮气筒内打气，温度显示屏的示值明显升高，当贮气筒内压力达到0. 15Mpa时，温度显示屏的示值比环境温度值升高不少于5 ℃。
演示气体对外做功，气体内能减少：在上述实验的基础上，当打开操作阀时，气体使活塞迅速升高，冲出气室；同时，贮气筒内压力示值回零；温度显示屏的示值明显下降，最低达到小于环境温度值5℃以上。
Claims (4)
1.温度压强数显型气体做功内能减少演示器，包括底座，底座上设有背板、气室和贮气筒，其特征在于：贮气筒内设有热敏电阻和压力传感器，热敏电阻和压力传感器连接微处理器，微处理器与温度显示屏、压强显示屏相连，温度显示屏、压强显示屏设置在背板上，贮气筒一端连有带单向阀的进气管，另一端通过带操作阀的连接管连接气室，气室内设有活塞。
2.根据权利要求1所述温度压强数显型气体做功内能减少演示器，其特征在于：所述单向阀为车用气门芯。
3.根据权利要求1所述温度压强数显型气体做功内能减少演示器，其特征在于：活塞顶部设有挂环，活塞通过连接绳与气室连接。
4.根据权利要求1所述温度压强数显型气体做功内能减少演示器，其特征在于：贮气筒和气室由透明亚克力玻璃制成。
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