CN208155912U - 水的比汽化热实验装置 - Google Patents

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张守宝
余海天
尹新竹
靳瑞宁
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Abstract

本实用新型公开了水的比汽化热实验装置，包括烧瓶、多个量热器、温控和测量仪表，所述烧杯内设有通汽玻璃管，通汽玻璃管分别连通各个量热器，所述温控和测量仪表通过AD590两端感温电流源分别连通各个量热器。通汽玻璃管分别连通各个量热器，这样就能同时做多组独立实验，通汽玻璃管内产生稳定流速的蒸汽，蒸汽输入蒸汽过滤器然后做多组实验相比较，极大地提高了实验效率，同时解决了在现有装置条件下如果出现操作失误而不能继续进行下次实验的问题，并且通过多组实验可以避免之前实验操作中出现的偶然性。

Description

水的比汽化热实验装置
技术领域
本实用新型涉及实验仪器领域，尤其是一种改进的水的比汽化热实验装置。
背景技术
水的比汽化热在水的三态变化中是一个重要的物理量，大学物理实验课程的一个必修热学实验。目前所采用的测量方式，学生一次课只能获得一组实验数据，使得实验结果非常不稳定，容易出现较大实验误差。
目前主流的实验方案是采用混合法测定水的比汽化热。方法是将烧瓶中接近100℃的水蒸汽，通过短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。
在一次实验后玻璃导管和橡胶管内会积聚一些液态水，而这些液态水会在下一次实验中造成巨大误差，目前只能等其自然风干后再次使用。鉴于一次实验课仅有两个课时(90分钟)，因此学生只能进行一次实验，而获得一次实验结果，也无法利用多次实验求平均的办法来消除实验中的误差。更坏的情况是，因为实验中的误操作导致实验失败，无法获得实验数据。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种水的比汽化热实验装置。
本实用新型采用如下技术方案：
水的比汽化热实验装置，包括烧瓶、多个量热器、温控和测量仪表，所述烧杯内设有通汽玻璃管，通汽玻璃管分别连通各个量热器，所述温控和测量仪表通过AD590两端感温电流源分别连通各个量热器。
进一步地，所述烧瓶上部设有烧瓶盖，烧瓶底部设有电炉，电炉连通温控和测量仪表。
进一步地，所述量热器有三个，通汽玻璃管通过带特氟龙阀门的四通阀分别连接有橡皮管，橡皮管分别伸入各个量热器。
进一步地，所述温控和测量仪表设有电路指示灯、炉温控制键、多个数字电压表，数字电压表分别连接对应的AD590两端感温电流源。
进一步地，所述量热器包括量热器外壳、位于中间绝热材料、量热器内杯。
进一步地，所述量热器内设有搅拌器。
采用如上技术方案取得的有益技术效果为：
通汽玻璃管分别连通各个量热器，这样就能同时做多组独立实验，通汽玻璃管内产生稳定流速的蒸汽，蒸汽输入蒸汽过滤器然后做多组实验相比较，极大地提高了实验效率，同时解决了在现有装置条件下如果出现操作失误而不能继续进行下次实验的问题。通过多组实验可以之前实验操作中出现的偶然性。
附图说明
图1为水的比汽化热实验装置结构示意图。
图中：1、烧瓶盖；2、烧瓶；3、通汽玻璃管；4、托盘；5、电炉；6、绝热板；7、特氟龙阀门；8、橡皮管；9、搅拌器；10、量热器外壳；11、绝热材料；12、量热器内杯；13、AD590两端感温电流源；14、温控和测量仪表。
具体实施方式
结合附图1对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
水的比汽化热实验装置，包括烧瓶2、多个量热器、温控和测量仪表14，所述烧杯内设有通汽玻璃管3，通汽玻璃管3分别连通各个量热器，所述温控和测量仪表通过AD590两端感温电流源分别连通各个量热器。
烧瓶上部设有烧瓶盖1，烧瓶底部设有电炉5，电炉连通温控和测量仪表。烧瓶和电炉放置于托盘4上，托盘通过铁架台固定，电炉和托盘之间加装有绝热板6。
如图1所示，量热器有三个，通汽玻璃管通过带特氟龙阀门7的四通阀分别连接有橡皮管8，橡皮管分别伸入各个量热器。温控和测量仪表设有电路指示灯、炉温控制键、多个数字电压表，数字电压表分别连接对应的AD590两端感温电流源13。
量热器包括量热器外壳10、位于中间绝热材料11、量热器内杯12。量热器内设有搅拌器9。量热器、搅拌器为铝量热器、铝搅拌器。
每个阀门分别向不同质量的水中通入蒸汽，通过控制关闭不同阀门的时间来控制通入水蒸气的量。这样就可以通过一次操作做三组独立的实验，如果出现较大误差，可除去误差较大的坏数据，并将其他数据取平均值，从而更精确的得到最终的实验数据。
以下使用水的比汽化热实验装置，在实验过程中，每个阀门分别向不同质量的水中通入蒸汽，通过控制关闭不同阀门的时间来控制通入水蒸气的量，进行的一组实验。实验数据如表1：
表1：水的比汽化热实验装置实验数据表
水和量热器内杯的初实温度为θ1，而质量为M的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水，当水和量热器内杯温度均一时，其温度值为θ2，那么水的比汽化热可由下式得到：
ML+MCW(θ3-θ2)＝(mCW+m1CA1+m2CA1)·(θ2-θ1) (1)
其中，Cw为水的比热容；m为原先在量热器中水的质量；CA1为铝的比热容；m1和m2分别为铝量热器和铝搅拌器的质量；θ3为水蒸汽的温度；L为水的比汽化热。
根据实验测的数据，水的比汽化热值L的差距不大，不用剔除数据，本次实验的平均误差为：
试验误差不大，符合要求。
通汽玻璃管分别连通各个量热器，这样就能同时做多组独立实验，通汽玻璃管内产生稳定流速的蒸汽，蒸汽输入蒸汽过滤器然后做多组实验相比较，极大地提高了实验效率，同时解决了在现有装置条件下如果出现操作失误而不能继续进行下次实验的问题。通过多组实验可以之前实验操作中出现的偶然性。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (6)

1.水的比汽化热实验装置，其特征在于，包括烧瓶(2)、多个量热器、温控和测量仪表(14)，所述烧瓶内设有通汽玻璃管(3)，通汽玻璃管(3)分别连通各个量热器，所述温控和测量仪表(14)通过AD590两端感温电流源(13)分别连通各个量热器。
2.根据权利要求1所述的水的比汽化热实验装置，其特征在于，所述烧瓶(2)上部设有烧瓶盖(1)，烧瓶(2)底部设有电炉(5)，电炉(5)连通温控和测量仪表(14)。
3.根据权利要求1所述的水的比汽化热实验装置，其特征在于，所述量热器有三个，通汽玻璃管(3)通过带特氟龙阀门(7)的四通阀分别连接有橡皮管(8)，橡皮管(8)分别伸入各个量热器。
4.根据权利要求1所述的水的比汽化热实验装置，其特征在于，所述温控和测量仪表(14)设有电路指示灯、炉温控制键、多个数字电压表，数字电压表分别连接对应的AD590两端感温电流源(13)。
5.根据权利要求1所述的水的比汽化热实验装置，其特征在于，所述量热器包括量热器外壳(10)、位于中间绝热材料(11)、量热器内杯(12)。
6.根据权利要求1所述的水的比汽化热实验装置，其特征在于，所述量热器内设有搅拌器(9)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109655485A (zh) * 2019-03-13 2019-04-19 常州大连理工大学智能装备研究院 一种采用消除法测量液体比热容的装置及方法
CN109827988A (zh) * 2019-01-31 2019-05-31 菏泽学院 一种液体比汽化热的测量装置及测量方法
CN110208314A (zh) * 2019-06-14 2019-09-06 大连理工大学 一种考虑相变潜热的冻土比热混合量热试验装置及其实施方法

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