CN215182692U - 一种食物能量演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种食物能量演示仪，包括铁架台、支撑杆、锥形瓶、温度指示物、实验室温度计、倒锥形导热腔，所述铁架台由底板和竖杆两部分组成，竖杆固定在底板上；所述支撑杆水平固定在铁架台的竖杆上，用于承载和固定相应的部件；所述锥形瓶内部盛放了一定量的温度指示物，固定放置在底部支撑杆所连接的铁圈上的石棉网上；所述温度指示物由具有较小比热容的液体或固体物质组成，以提高吸热效率；所述实验室温度计用以测量加热时温度指示物温度的变化；所述倒锥形导热腔由耐高温的材料制成，固定在底部支撑杆所连接的铁圈上，位于石棉网的底部，其周围密封，用以约束火焰的热量向周围空间中扩散。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种生物教学演示仪器，更具体地说，涉及一种食物能量演示仪。
背景技术
在生物学中，糖类、脂肪和蛋白质是人体所需的重要能源物质，也是初中生物教学中的重点和难点。一方面，食物中的能量与人体生命健康息息相关，正确认识这些能源物质有助于调节和改善自身的营养结构；另一方面，食物中的能量肉眼并不可见，需要较强的想象力，对于初中学生而言，学习和认知起来并不容易。因此，关于生物学中食物能量的教学，不仅需要概念的讲授，更需要用实验加以演示。
初中教材中所介绍的传统食物能量演示仪，是采用花生米燃烧所释放的能量引起水温的变化来反映的。通过测量水温的前后差异，利用公式计算出其中热传递的多少，进而反映出花生米中能量的大小。从原理上讲，这和经典的“曹冲称象”类似，都是基于转化的思想来实现的。但是，这种传统的食物能量演示仪在技术上存在着诸多不合理之处，主要体现在：(1)以水作为温度指示物来反映出吸热的多少，并不灵敏。众所周知，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，在液相介质中较大，吸热速率较慢，当花生米燃烧对之进行加热时，其温度变化并不明显。(2)火焰周围的热量大量散失，缺乏约束。花生米燃烧时，仅火焰顶端的温度被传递给锥形瓶中的水，而火焰周围的热量发生了扩散，未被有效利用，所以水温的变化并不能准确反映出花生米中能量的大小。因此，如何选择合适的温度指示物以及如何约束火焰周围扩散的热量是提高该演示实验有效性与准确性的关键。
为了克服传统食物能量演示仪所存在的技术不足，本实用新型提供一种改进型的食物能量演示仪，它具有能量利用率高、演示效果明显、准确测量可行等诸多优点。
发明内容
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种改进型的食物能量演示仪，包括铁架台、支撑杆、锥形瓶、温度指示物、实验室温度计、倒锥形导热腔六个部分。
铁架台由底板和竖杆两部分组成，竖杆固定在底板上。
支撑杆水平固定在铁架台的竖杆上，用于承载和固定相应的部件。其中，底部支撑杆上连接了一个铁圈，铁圈上水平放置了一张石棉网；中部支撑杆上连接了一个固定夹；上部支撑杆上套有一根细线。
锥形瓶内部盛放了一定量的温度指示物，底部水平放置在石棉网上，瓶口被中部支撑杆上的固定夹所固定，以确保演示实验时器材和人身安全。锥形瓶瓶口内部套有一团棉花，用以减少加热时温度指示物热量的散失。
温度指示物由具有较小比热容的液体或固体物质组成，以提高吸热效率。其中，液体可以是食用植物油等物质，固体可以是石蜡等物质。
实验室温度计用以测量加热时温度指示物温度的变化。其顶端通过上部支撑杆上的细线悬挂，下端经过锥形瓶口的棉花插入温度指示物中。
倒锥形导热腔由耐高温的材料制成，固定在底部支撑杆的铁圈上，位于石棉网的底部，其周围密封，用以约束火焰的热量向周围空间中扩散。
本实用新型所产生的有益效果是：采用比热容较小的物质作为温度指示物，能够提高吸热效率，进而提高温度测量的灵敏性和准确性；采用倒锥形导热腔，能够有效约束食物燃烧时火焰周围热量的扩散，有利于提高热量的收集利用率，从而提高演示实验的有效性。因此，本实用新型所提供的食物能量演示仪，不仅能够定性演示实验现象，也能够准确测定实验数据，对学生严谨科学意识的培养非常有益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。附图中，图1所展示的是本实用新型的结构示意图，其中，各部分的名称为：1.底板，2.竖杆，3.底部支撑杆， 4.中部支撑杆，5.上部支撑杆，6.锥形瓶，7.温度指示物，8.固定夹，9.棉花，10.实验室温度计，11.石棉网，12.倒锥形导热腔，13.火焰。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，为本实用新型一种食物能量演示仪的结构示意图，包括铁架台、支撑杆、锥形瓶、温度指示物、实验室温度计、倒锥形导热腔六个部分。
铁架台由底板1和竖杆2两部分组成，竖杆2固定在底板1上。
支撑杆水平固定在铁架台的竖杆2上，用于承载和固定相应的部件。其中，底部支撑杆3上连接了一个铁圈，铁圈上水平放置了一张石棉网11；中部支撑杆4上连接了一个固定夹8；上部支撑杆5上套有一根细线。
锥形瓶6内部盛放了一定量的温度指示物7，底部水平放置在石棉网11上，瓶口被中部支撑杆4上的固定夹8所固定，以确保演示实验时器材和人身安全。锥形瓶6瓶口内部套有一团棉花9，用以减少加热时温度指示物7热量的散失。
温度指示物7由具有较小比热容的液体或固体物质组成，以提高吸热效率。其中，液体可以是食用植物油等物质，固体可以是石蜡等物质。
实验室温度计10用以测量加热时温度指示物7温度的变化。其顶端通过上部支撑杆5上的细线悬挂，下端经过锥形瓶6口的棉花9插入温度指示物7中。
倒锥形导热腔12由耐高温的材料制成，固定在底部支撑杆3的铁圈上，位于石棉网11的底部，其周围密封，用以约束火焰13的热量向周围空间中扩散。
在进行实验演示时，首先将石棉网11、固定夹8、细线依次安置在上述支撑杆上。其次，将一定量的温度指示物7加入锥形瓶6中，并将其放置在石棉网11上，利用固定夹8固定。然后，将实验室温度计10底端插入锥形瓶6的温度指示物7中，记下初始示数，上端以细线悬挂在竖杆2的上部支撑杆5上，并用棉花9将锥形瓶6口密封。最后，采用酒精灯点燃花生米，形成火焰13，并立即将其置于倒锥形导热腔12的内部，待花生米燃尽时，记下温度计的示数。此时，锥形瓶6中温度指示物7温度的变化就可以反映出花生米燃烧所释放的热量，通过简单地计算便可得出花生米燃烧所释放出的热值，即花生米中能量的大小。
上面结合附图和实施例对本实用新型进行了细致描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (6)
1.一种食物能量演示仪，它由铁架台、支撑杆、锥形瓶、温度指示物、实验室温度计、倒锥形导热腔六个部分组成，其特征在于，铁架台由底板和竖杆两部分组成，竖杆固定在底板上；支撑杆水平固定在铁架台的竖杆上，用于承载和固定相应的部件。
2.根据权利要求1所述的一种食物能量演示仪，其特征在于，支撑杆由底部支撑杆、中部支撑杆和上部支撑杆组成，底部支撑杆上连接了一个铁圈，铁圈上水平放置了一张石棉网；中部支撑杆上连接了一个固定夹；上部支撑杆上套有一根细线。
3.根据权利要求1所述的一种食物能量演示仪，其特征在于，锥形瓶内部盛放了一定量的温度指示物，底部水平放置在石棉网上，瓶口被中部支撑杆上的固定夹所固定；锥形瓶瓶口内部套有一团棉花。
4.根据权利要求1所述的一种食物能量演示仪，其特征在于，温度指示物由具有小比热容的液体或固体物质组成，以提高吸热效率；其中，液体是食用植物油物质，固体是石蜡物质。
5.根据权利要求1所述的一种食物能量演示仪，其特征在于，实验室温度计用以测量加热时温度指示物温度的变化，其顶端通过上部支撑杆上的细线悬挂，下端经过锥形瓶口的棉花插入温度指示物中。
6.根据权利要求1所述的一种食物能量演示仪，其特征在于，倒锥形导热腔由耐高温的材料制成，固定在底部支撑杆的铁圈上，位于石棉网的底部，其周围密封。
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