CN216084057U - 一种探究微粒运动的演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种探究微粒运动的演示装置，包括放置在水平桌面的铁架台，所述铁架台的夹持部固定夹持有两个对称设置的长玻璃管，长玻璃管的顶部设置有橡胶塞，橡胶塞的底部通过自制夹持机构固定连接有滤纸片，本实用新型通过设置具有气压显示、装置调平、氨气吸收等功能的全封闭式演示装置，简约、绿色、可视、一体化地对“探究微粒运动实验”进行演示，实现了“探究微粒运动实验”用演示装置在课堂演示中能够方便移动提高可视性，在实验中能够防止氨气逸出，提高实验演示效果，降低环境污染，在实验后废气废液能够吸收处理，保护师生健康，以及增加演示温度影响微粒运动速率的功能的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学实验设备技术领域，尤其涉及一种探究微粒运动的演示装置。
背景技术
实验探究是学习化学的重要方法和手段，“探究微粒运动实验”是学生学习完宏观元素化合物知识后，从宏观物质过渡到微观粒子的学习，了解宏观和微观联系的第一个实验，对于帮助学生走进微观世界，形成学科微粒观，落实培养化学核心素养具有重要的作用，因此该实验的教学价值自然不言而喻。
现行义务教育教科书中为了说明微粒具有的性质——构成物质的微粒是在不停地运动的，编写过程中均采用了义务教育化学课程标准(2011年版)提供的实验装置(如图5所示)，实验内容如下：“向烧杯A中加入20mL蒸馏水，滴入2-3滴酚酞试剂，让每个同学都看到溶液是无色的。向烧杯B中加入10mL浓氨水。用一只大烧杯把A、B两烧杯溶液罩在一起。几分钟后，可以发现烧杯A中的溶液由无色变成红色”，这组实验在整个授课过程中，装置不便移动，可视性差，限制了课堂演示的效果；装置不是封闭体系，部分氨气从大烧杯杯口逸出，影响了课堂教学效果，造成了环境污染；实验结束后，还有一些氨气残留在装置中，难以处理，损害了师生健康；实验只说明了微粒具有运动性的性质，功能单一，无法说明温度对微粒运动速率产生影响的关系，所以本申请提出一种探究微粒运动的演示装置，用以解决上述所提到的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有“探究微粒运动实验”用演示装置在课堂演示中存在不便移动，可视性差，实验过程中氨气逸出，降低实验效果，污染环境，实验结束后，残留氨气难以处理，损害师生健康的问题以及功能单一，只能说明微粒具有运动性的性质的问题，而提出的一种探究微粒运动的演示装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种探究微粒运动的演示装置，包括放置在水平桌面的铁架台，所述铁架台的夹持部固定夹持有两个对称设置的长玻璃管，长玻璃管的顶部设置有橡胶塞，橡胶塞的底部通过自制夹持机构固定连接有滤纸片，两个长玻璃管的一侧均设置有气压显示机构，两个长玻璃管的中间固定连通有同一个水平设置的T型分流管，T型分流管的顶部固定连通有乳胶管，乳胶管的外壁套设有止水夹，乳胶管的顶部固定连通有注射器，铁架台的底座顶部位于两个长玻璃管的下方均设置有烧杯。
优选的，所述自制夹持机构包括螺纹连接在橡胶塞底部的自攻螺丝，自攻螺丝的外壁位于橡胶塞的底部固定套设有延长管，自攻螺丝的外壁位于延长管的下方固定套设有长尾夹。
优选的，所述长尾夹的顶部内壁开设有与自攻螺丝相适配的安装孔。
优选的，所述气压显示机构包括固定连通在长玻璃管一侧的排气管，排气管的另一端固定套设有示压气球。
优选的，所述铁架台的底座顶部固定连接有圆形水准泡。
优选的，所述T型分流管为具有弹性的中空管状结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、使用封闭机构对“探究微粒运动实验”进行演示，防止实验过程中氨气逸出，提高了演示的效果，降低了对环境的污染；
2、在实验结束后使用稀硫酸在封闭环境下进行氨气吸收处理，使实验结束后，不会残留有害的氨气，保护了师生的健康；
3、整个装置固定在铁架台上，能够方便调整方位，使教师内的学生均能清楚观看到演示过程；
4、设置两个分别装有冷热水的烧杯对长玻璃管进行降温增温，形成对比实验，说明温度对微粒运动速率的影响关系；
5、设置自制夹持机构，结构简单，成本低廉，能够方便滤纸片的取放；
6、设置气压显示机构，既能检查装置的气密性，又能对装置内气体生成、吸收等过程形成指示作用，方便实验操作，还能平衡装置内的气体压强，防止长玻璃管顶部设置的橡胶塞在内部气压作用下顶出，提高了装置的安全性；
7、装置的主要部件均呈无色透明，使学生能够更清楚地观察到演示实验的整个过程；
8、设置圆形水准泡能够协助老师对演示装置进行调平；
9、T型分流管为具有弹性的中空管状结构，使装置收纳更加方便，收纳的整体体积小；
10、实验结束后，将装置内的滤纸片取出晾干后，下次演示实验能够重复使用，减少了实验物料消耗。
本实用新型通过设置具有气压显示、装置调平、氨气吸收等功能的全封闭式演示装置，简约、绿色、可视、一体化地对“探究微粒运动实验”进行演示，实现了“探究微粒运动实验”用演示装置在课堂演示中能够方便移动提高可视性，在实验中能够防止氨气逸出，提高实验演示效果，降低环境污染，在实验后废气废液能够吸收处理，保护师生健康，以及增加演示温度影响微粒运动速率的功能的目的。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种探究微粒运动的演示装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种探究微粒运动的演示装置的透视结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种探究微粒运动的演示装置的爆炸结构示意图；
图4为本实用新型中自制固定结构的结构示意图；
图5为义务教育化学课程标准(2011年版)提供的“探究微粒运动实验”实验装置示意图。
图中：1、铁架台；2、长玻璃管；3、橡胶塞；4、滤纸片；5、T型分流管；6、乳胶管；7、注射器；8、排气管；9、示压气球；10、自攻螺丝；11、延长管；12、长尾夹；13、安装孔；14、烧杯；15、止水夹；16、圆形水准泡。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
请参阅图1-4，一种探究微粒运动的演示装置，包括放置在水平桌面的铁架台1，铁架台1的夹持部固定夹持有两个对称设置的长玻璃管2，长玻璃管2的顶部设置有橡胶塞3，橡胶塞3的底部通过自制夹持机构固定连接有滤纸片4，两个长玻璃管2的一侧均设置有气压显示机构，两个长玻璃管2的中间固定连通有同一个水平设置的T型分流管5，T型分流管5的顶部固定连通有乳胶管6，乳胶管6的外壁套设有止水夹15，乳胶管6的顶部固定连通有注射器7，铁架台1的底座顶部位于两个长玻璃管2的下方均设置有烧杯14。
实施例二
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种探究微粒运动的演示装置，包括放置在水平桌面的铁架台1，整个装置固定在铁架台1上，能够方便调整方位，使教师内的学生均能清楚观看到演示过程，铁架台1的底座顶部固定连接有圆形水准泡16，设置圆形水准泡16能够协助老师对演示装置进行调平，铁架台1的夹持部固定夹持有两个对称设置的长玻璃管2，长玻璃管2的顶部设置有橡胶塞3，橡胶塞3的底部通过自制夹持机构固定连接有滤纸片4，自制夹持机构包括螺纹连接在橡胶塞3底部的自攻螺丝10，自攻螺丝10的外壁位于橡胶塞3的底部固定套设有延长管11，自攻螺丝10的外壁位于延长管11的下方固定套设有长尾夹12，长尾夹12的顶部内壁开设有与自攻螺丝10相适配的安装孔13，设置自制夹持机构，结构简单，成本低廉，能够方便滤纸片4的取放，实验结束后，将装置内的滤纸片4取出晾干后，下次演示实验能够重复使用，减少了实验物料消耗，两个长玻璃管2的一侧均设置有气压显示机构，气压显示机构包括固定连通在长玻璃管2一侧的排气管8，排气管8的另一端固定套设有示压气球9，设置气压显示机构，既能检查装置的气密性，又能对装置内气体生成、吸收等过程形成指示作用，方便实验操作，还能平衡装置内的气体压强，防止长玻璃管2顶部设置的橡胶塞3在内部气压作用下顶出，提高了装置的安全性，两个长玻璃管2的中间固定连通有同一个水平设置的T型分流管5，T型分流管5为具有弹性的中空管状结构，使装置收纳更加方便，收纳的整体体积小，T型分流管5的顶部固定连通有乳胶管6，乳胶管6的外壁套设有止水夹15，乳胶管6的顶部固定连通有注射器7，铁架台1的底座顶部位于两个长玻璃管2的下方均设置有烧杯14，设置两个分别装有冷热水的烧杯14对长玻璃管2进行降温增温，形成对比实验，说明温度对微粒运动速率的影响关系，装置的主要部件均呈无色透明，使学生能够更清楚地观察到演示实验的整个过程。
工作原理：演示探究微粒运动实验时，将铁架台1放置在水平桌面上，参考圆形水准泡16中气泡的位置，调整铁架台1底座四角位置进行调平，调平之后的铁架台1使用夹持部固定夹持两个对称设置的长玻璃管2，排气管8远离长玻璃管2的一端套上示压气球9，长玻璃管2的顶部塞入带有自制夹持机构的橡胶塞3，从乳胶管6上拔下注射器7，注射器7抽取空气后，重新接上乳胶管6，打开止水夹15，推动注射器7的活塞柄，将空气注入，观察两个示压气球9的变化情况，检测整个装置的气密性，若气密性良好，关闭止水夹15，拔出橡胶塞3，挤压示压气球9将注入的空气排出，用橡胶塞3下方的长尾夹12将实验前提前使用酚酞溶液浸泡后晾干的滤纸片4夹持固定，用蒸馏水湿润滤纸片4，将滤纸片4放入长玻璃管2内，使滤纸片4垂直悬挂，塞紧橡胶塞3，拔下注射器7，吸取20毫升浓氨水后，重新连接乳胶管6，打开止水夹15，注入浓氨水，浓氨水依次通过乳胶管6和T型分流管5，平均地进入到两个长玻璃管2内，浓氨水在两个长玻璃管2内的底部产生挥发，氨气微粒产生运动，氨气溶于滤纸片4内的水中显碱性，使滤纸片4内酚酞试液自下而上逐渐变红，同时示压气球9在氨气压力下挤压变大；当需要演示温度对微粒运动速率产生影响的关系时，在使用注射器7注入浓氨水之前，将位于两个长玻璃管2下方的烧杯14分别加入等体积的热水和冷水，热水和冷水对浸入其中的两个长玻璃管2分别进行增温和降温，注入到长玻璃管2中的浓氨水在两种不同温度条件下，挥发速度不同，产生的直观效果为浸入热水中的长玻璃管2内的浓氨水能够更快速地使对应的滤纸片4自下而上变红色；当实验演示结束后，关闭止水夹15，拔下注射器7，使用注射器7吸取适量稀硫酸，连接上乳胶管6，打开止水夹15，将稀硫酸注入，注入的稀硫酸能够与浓氨水和氨气反应，为加速反应过程，将两个长玻璃管2由铁架台1上取下轻轻摇晃，长玻璃管2中的残留氨气和浓氨水与稀硫酸充分反应，当氨气被吸收，示压气球9变小回到初始大小，打开橡胶塞3，取出滤纸片4，将长玻璃管2内的实验废液进行妥善处理，清洗演示装置本体，完成演示实验。
然而，如本领域技术人员所熟知的，铁架台1、注射器7、长尾夹12、圆形水准泡16的工作原理和连接方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种探究微粒运动的演示装置，包括放置在水平桌面的铁架台(1)，其特征在于，所述铁架台(1)的夹持部固定夹持有两个对称设置的长玻璃管(2)，长玻璃管(2)的顶部设置有橡胶塞(3)，橡胶塞(3)的底部通过自制夹持机构固定连接有滤纸片(4)，两个长玻璃管(2)的一侧均设置有气压显示机构，两个长玻璃管(2)的中间固定连通有同一个水平设置的T型分流管(5)，T型分流管(5)的顶部固定连通有乳胶管(6)，乳胶管(6)的外壁套设有止水夹(15)，乳胶管(6)的顶部固定连通有注射器(7)，铁架台(1)的底座顶部位于两个长玻璃管(2)的下方均设置有烧杯(14)。
2.根据权利要求1所述的一种探究微粒运动的演示装置，其特征在于，所述自制夹持机构包括螺纹连接在橡胶塞(3)底部的自攻螺丝(10)，自攻螺丝(10)的外壁位于橡胶塞(3)的底部固定套设有延长管(11)，自攻螺丝(10)的外壁位于延长管(11)的下方固定套设有长尾夹(12)。
3.根据权利要求2所述的一种探究微粒运动的演示装置，其特征在于，所述长尾夹(12)的顶部内壁开设有与自攻螺丝(10)相适配的安装孔(13)。
4.根据权利要求1所述的一种探究微粒运动的演示装置，其特征在于，所述气压显示机构包括固定连通在长玻璃管(2)一侧的排气管(8)，排气管(8)的另一端固定套设有示压气球(9)。
5.根据权利要求1所述的一种探究微粒运动的演示装置，其特征在于，所述铁架台(1)的底座顶部固定连接有圆形水准泡(16)。
6.根据权利要求1所述的一种探究微粒运动的演示装置，其特征在于，所述T型分流管(5)为具有弹性的中空管状结构。
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