CN2837960Y - 查理定律演示仪 - Google Patents

Abstract

一种查理定律演示仪，在底座上固定支架，用支架固定垂直支撑在底座上的上端开口的透明量筒，量筒外壁上有表示容积的刻度，在量筒内腔下端装有电热元件和电风扇，量筒下端侧面有进排气口并在该口上装有阀门，在下端侧面还装有下端通入量筒内腔的温度计，在量筒内腔下部装有与量筒内壁密封的活塞，在活塞上固定压强标尺，在活塞上连接另一端伸出量筒开口外的定位悬线，在量筒内腔上部装有压板，在活塞与压板之间装有压缩弹簧，在支架上压盖上设置下端可以顶在压板上平面的调整螺杆。该演示仪由于不用水银，避免了水银中毒；气体的温度变化范围大，相对误差较小；被密封气体的质量可根据需要进行调节，实验范围广；加热升温快，节省了时间；压强、体积、温度都直接可读，方便了实验。

Description

查理定律演示仪

技术领域：

本实用新型涉及一种查理定律演示仪，是一种用于演示气体在体积不变的条件下，表达温度和压强之间关系的仪器，并可演示气态方程。

背景技术：

查理定律的内容是：当一定质量的气体在体积不变的条件下，温度每升高(或降低)1℃，其压强就要增大(或降低)它在0℃时压强的1/273。传统的验证方法是将水银注入玻璃管和乳胶管的连接体，用以密封烧瓶中的气体。把烧瓶放入冰水和其它温度的水中，调节玻璃管和乳胶管中的水银高度，以达到等容变化，然后观察并测量气体压强的变化量，从而验证查理定律。传统的验证方法有下列不足：(1)在注入和收回水银时，水银容易泄露，由于水银及水银蒸汽有毒，不利于师生健康；(2)玻璃管内的气体温度并未改变，因而实验误差较大；(3)烧瓶的容积是固定的，一旦封闭，烧瓶内气体的总量是不可调的；(4)实验所需时间较长，原因是当把烧瓶放入热水中，热量在瓶内空气中传递完全靠空气自身的对流，要达到瓶内各部分空气温度完全一致，需时间较长。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种查理定律仪器，实验中不需要使用水银，实验误差小，操作方便，节省时间。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：在底座上固定支架，用支架固定垂直支撑在底座上的上端开口的透明量筒，量筒外壁上有表示容积的刻度，在量筒内腔下端装有电热元件和电风扇，电热元件和电风扇通过电源开关与电源相接，量筒下端侧面有进排气口并在该口上装有阀门，在下端侧面还装有下端通入量筒内腔的温度计，在量筒内腔下部装有与量筒内壁密封的活塞，在活塞上固定压强标尺，在活塞上连接另一端伸出量筒开口外的定位悬线，在量筒内腔上部装有压板，在活塞与压板之间装有压缩弹簧，在支架上压盖上设置下端可以顶在压板上平面的调整螺杆。实验时，打开进排气口上的阀门，用定位悬线把活塞放在需要的位置，可以控制活塞内封闭气体的质量，气体的温度由温度计读出，并记下这时的体积，由于活塞、弹簧和标尺的重量较小，可以忽略它们的影响，起始压强默认为大气压强。然后闭合进排气口上的阀门，闭合电源开关给电风扇和电热元件供电，电风扇把电热丝的热量迅速传给量筒内部气体，内部气体体积变大，推动活塞向上移动。当活塞移动到合适位置时停止加热，由于活塞与量筒摩擦力很小，可以忽略不计，向下旋动调整螺杆，下压压板进而压缩弹簧，通过弹簧力下压活塞，使活塞回到初始位置，记录下此时量筒内被密封气体的温度，由于弹簧的弹性系数与压力成正比，选择合适弹性系数的弹簧，使弹簧的压缩量直接反映压强的变化量，这个变化量直接由相适应的压强标尺读出，通过标尺可以知道此时被压缩气体的压强，由于被密封气体的起始温度和压强以及加热后保持体积不变情况下的温度和压强都已经取得，从而可以验证查理定律。

电热元件为电热丝，也可以选用其它发热元件，如半导体陶瓷发热元件。

该演示仪由于不用水银，取消了装取水银的过程，避免了水银中毒；用电元件加热气体，气体的温度变化范围大，因而体积变化明显，且直接可读，相对误差较小，能更有效地验证定律；被密封气体的总量可根据需要进行调节，方便不同数据的实验；采用电风扇吹风的方法强制气体对流，升温快，节省了时间；用压缩弹簧的方法改变压强比使用水银柱的方法改变压强，学生更容易理解；用压强标尺表示压强的改变量，使压强直接可读；由于容器上有体积刻度，这样压强、体积、温度都直接可读，为验证气态方程创造了条件。

附图说明：

附图是本实用新型查理定律演示仪的结构示意图。

具体实施方式：

参照附图，在底座16上固定支架6，用支架6固定垂直支撑在底座16上的上端开口的透明量筒4，量筒4外壁上有表示容积的刻度，在量筒4内腔下端装有电热元件12和电风扇13，电热元件12和电风扇13通过电源开关14与电源15相接，量筒4下端侧面有进排气口并在该口上装有阀门11，在下端侧面还装有下端通入量筒4内腔的温度计10，在量筒4内腔下部装有与量筒4内壁密封的活塞9，在活塞9上固定压强标尺8，在活塞9上连接另一端伸出量筒4开口外的定位悬线2，定位悬线2尾端有个拉环避免其脱落，在量筒4内腔上部装有压板5，在活塞9与压板5之间装有压缩弹簧7，在支架6的上压盖3上设置下端可以顶在压板5上平面的调整螺杆1。

Claims (2)

1、一种查理定律演示仪，其特征在于：在底座(16)上固定支架(6)，用支架(6)固定垂直支撑在底座(16)上的上端开口的透明量筒(4)，量筒(4)外壁上有表示容积的刻度，在量筒(4)内腔下端装有电热元件(12)和电风扇(13)，电热元件(12)和电风扇(13)通过电源开关(14)与电源相接(15)，量筒(4)下端侧面有进排气口并在该口上装有阀门(11)，在下端侧面还装有下端通入量筒(4)内腔的温度计(10)，在量筒(4)内腔下部装有与量筒(4)内壁密封的活塞(9)，在活塞(9)上固定压强标尺(8)，在活塞(9)上连接另一端伸出量筒(4)开口外的定位悬线(2)，在量筒(4)内腔上部装有压板(5)，在活塞(9)与压板(5)之间装有压缩弹簧(7)，在支架(6)的上压盖(3)上设置下端可以顶在压板(5)上平面的调整螺杆(1)。

2、根据权利要求1所述的查理定律演示仪，其特征在于：电热元件(12)为电热丝。