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一种气体定律演示仪

阅读：127发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种气体定律演示仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种气体定律演示仪，主要包括压强计、开关、背板、温度计、活塞、盐袋、气室和密封塞等部分，其中气室固定成水平方向，采用电加热盐袋技术，盐袋可以直接裹贴于气室管壁加热，密闭气体温度稳定时间短，功耗小，维护成本低，能准确地测出密闭气体的体积、温度和压强，误差小，有利于实验教学的开展。，下面是一种气体定律演示仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种气体定律演示仪，包括压强计、魔术贴、调温开关、开关、活塞柄、活塞推盖、背板、温度计、板面刻度、电源插头、导线、“U”型架、胶垫、金属杆、气室盖、底板、调节螺母、第一固定架、活塞、盐袋、温敏探头、气室、密封塞、第二固定架、信号线、气阀、安全塞和塑料胶带，其特征在于所述的气室为带有均匀刻度0-100ml的透明有机玻璃管，左端是密封塞，右端是带圆孔的气室盖，通过固定在大质量的底板上的第一固定架和第二固定架固定成水平方向，底板下面有防滑的胶垫，轻质背板与底板垂直固定，调温开关、开关固定在背板的中上部，温度计固定在背板的右上部，在背板的右侧刻有15-100 ml的板面刻度，活塞推盖指示的刻度值与活塞的端面指示的刻度值完全一致，当气室被盐袋裹住加热时，板面刻度用于指示密闭气体的体积，活塞的端面和活塞推盖对齐的刻度值都是此时密闭气体的体积，电加热盐袋的正、反面都有魔术贴，用魔术贴粘贴于背板的前表面上，电加热盐袋可以取下维修或更换，盐袋可以直接裹贴于气室管壁外表面加热，由调温开关设置加热温度不超过
80度，所有电路导线和信号线都穿过背板在背板后面连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体定律演示仪，其特征在于所述的金属杆右端焊接有一个“U”型架，金属杆左端通过调节螺母固定在第一固定架上，不需要固定活塞推盖时，调节调节螺母，移动金属杆，使 “U”型架开口朝下固定，需要固定活塞推盖时，使 “U”型架开口朝上固定，“U”型架的宽度与活塞推盖相对应，刚好能卡住固定活塞推盖。
3.根据权利要求1所述的一种气体定律演示仪，其特征在于所述的密封塞为一个圆形的密封塞，对气室的左端进行静密封，塑料胶带连接的安全塞是塞住气阀的，气阀和压强计都与气室连通，等同于密封体，活塞对气室的另一端进行动密封，气室中的气体为密闭气体，温敏探头固定在密封塞上，温敏探头的信号线穿过密封塞和背板与温度计相连，用于显示密闭气体的温度，压强计和密封塞一起固定在第二固定架上，压强计通过接口管与气阀相连通，活塞的端面是一个平面，且该平面与气室上的刻度线平行，活塞的活塞柄长度适中, 活塞推盖只能推至板面刻度的20ml处，确保活塞的端面不会碰撞温敏探头，以保护温敏探头。
4.根据权利要求1所述的一种气体定律演示仪，其特征在于所述的温敏探头通过信号线直接与温度计相连，盐袋和调温开关串联成一条支路，再与压强计、温度计并联，然后一起通过总控制开关和导线接入电源插头，实验时电源插头直接接入220V电路。

说明书全文

一种气体定律演示仪

技术领域

[0001] 本发明涉及一种中学物理教学与实验仪器，尤其涉及一种气体定律演示仪。

背景技术

[0002] 在高中《物理》教材中，探究气体定律的实验装置都是分立的，能验证玻意耳-马略特定律的仪器却不能验证查理定律，更不能验证盖•吕萨克定律了，它们的基本设计原理是通过对一定的密封气体采用改变体积或改变温度的方式来验证该定律的正确性，主体实验装置是利用注射器管和活塞将一定量的气体密封在其中，并在管外围采用水浴方式或薄膜加热方式对其中的气体进行加热控温，利用温度计测出水温来表示气体的温度T，利用与密封气体连通的压强计测量气体的压强p，利用活塞端面对齐的体积刻线读取气体体积V。在实际教学中发现这些方法还存在如下不足：气体温度稳定时间长，加热器首先加热水这个不良导热体，再由水通过管壁传递给管内的气体，总体导热系数低，导致气体温度稳定时间长；功耗大，由于加热器需要先加热水，增加了额外的功耗；需要对水进行管理，维护成本增加；当用水浴或薄膜加热时，不能准确地测出密闭气体的体积变化；在整个实验过程中，都需要用手直接去握住注射器管操作，大大增加了人体体温对实验造成的误差。

发明内容

[0003] 为了克服上述的不足之处，本发明提供采用电加热盐袋技术的一种气体定律演示仪，气体温度稳定时间短，功耗小，维护成本低，能准确地测出密闭气体的体积变化，在整个实验过程中，不需要用手直接去握住注射器管操作，大大减少了人体体温对实验造成的误差，本发明解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

[0004] 1、一种气体定律演示仪，包括压强计、魔术贴、调温开关、开关、活塞柄、活塞推盖、背板、温度计、板面刻度、电源插头、导线、“U”型架、胶垫、金属杆、气室盖、底板、调节螺母、第一固定架、活塞、盐袋、温敏探头、气室、密封塞、第二固定架、信号线、气阀、安全塞和塑料胶带，其中所述的气室为带有均匀刻度0-100ml的透明有机玻璃管，左端是密封塞，右端是带圆孔的气室盖，通过固定在大质量的底板上的第一固定架和第二固定架固定成水平方向，底板下面有防滑的胶垫，轻质背板与底板垂直固定，调温开关、开关固定在背板的中上部，温度计固定在背板的右上部，在背板的右侧刻有15-100 ml的板面刻度，活塞推盖指示的刻度值与活塞的端面指示的刻度值完全一致，当气室被盐袋裹住加热时，板面刻度用于指示密闭气体的体积，活塞的端面和活塞推盖对齐的刻度值都是此时密闭气体的体积，电加热盐袋的正、反面都有魔术贴，用魔术贴粘贴于背板的前表面上，电加热盐袋可以取下维修或更换，盐袋可以直接裹贴于气室管壁外表面加热，由调温开关设置加热温度不超过80度，所有电路导线和信号线都穿过背板在背板后面连接。

[0005] 2、所述的金属杆右端焊接有一个“U”型架，金属杆左端通过调节螺母固定在第一固定架上，不需要固定活塞推盖时，调节调节螺母，移动金属杆，使 “U”型架开口朝下闲置固定，需要固定活塞推盖时，使 “U”型架开口朝上固定，“U”型架的宽度与活塞推盖相对应，刚好能卡住固定活塞推盖。

[0006] 3、所述的密封塞为一个圆形的密封塞,对气室的左端进行静密封，塑料胶带连接的安全塞是塞住气阀的，气阀和压强计都与气室连通，等同于密封体，活塞对气室的另一端进行动密封，因此，气室中的气体为密闭气体，温敏探头固定在密封塞上，温敏探头的信号线穿过密封塞和背板与温度计相连，用于显示密闭气体的温度，塞住气阀的安全塞是用于当密闭气体压强超限的时候保护仪器的, 压强计和密封塞一起固定在第二固定架上，压强计通过接口管与气阀相连通，用于显示密闭气体的压强，活塞的端面是一个平面，且该平面与气室上的刻度线平行，活塞的活塞柄长度适中，活塞推盖只能推至板面刻度的20ml处，确保活塞的端面不会碰撞温敏探头，以保护温敏探头。

[0007] 4、所述的温敏探头通过信号线直接与温度计相连，盐袋和调温开关串联成一条支路，再与压强计、温度计并联，然后一起通过总控制开关和导线接入电源插头，实验时电源插头直接接入220V电路。

[0008] 本发明的有益效果是：能同时适用于理想气体三个定律的验证实验，使用方便许多；采用电加热盐袋直接对气室加热，跳过了加热水的环节，可大幅缩短气室中密闭气体温度的稳定时间；同时，气体温度变化范围也更宽，可实现室温至80°C之间的变化；省去了加热水的环节，降低了功耗；无需再对水管理，减少了维护成本；当用盐袋加热时，能准确地测出密闭气体的体积变化；在整个实验过程中，都不需要用手直接接触气室及密闭气体，大大减小了人体体温对实验造成的误差。附图说明

[0009] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，图1是本发明的结构示意图暨等温演示示意图，图2是本发明的等容演示示意图，图3是本发明的等压演示示意图，图4是本发明的电路连接示意图。

具体实施方式

[0010] 如图1所示，本发明所公开的一种气体定律演示仪，主要包括压强计1、魔术贴2、调温开关3、开关4、活塞柄5、活塞推盖6、背板7、温度计8、板面刻度9、电源插头10、导线11、“U”型架12、胶垫13、金属杆14、气室盖15、底板16、调节螺母17、第一固定架18、活塞19、盐袋20、温敏探头21、气室22、密封塞23、第二固定架24、信号线25、气阀26、安全塞27和塑料胶带28，其中所述的气室22为带有均匀刻度0-100ml的透明有机玻璃管，左端是密封塞23，右端是带圆孔的气室盖15，通过固定在大质量的底板16上的第一固定架18和第二固定架24固定成水平方向，底板16下面有防滑的胶垫13，轻质背板7与底板16垂直固定，调温开关3、开关4固定在背板7的中上部，温度计8固定在背板7的右上部，在背板7的右侧刻有15-100 ml的板面刻度9，活塞推盖6指示的刻度值与活塞19的端面指示的刻度值完全一致，当气室22被盐袋20裹住加热时，板面刻度9用于指示密闭气体的体积，活塞19的端面和活塞推盖6对齐的刻度值都是此时密闭气体的体积，电加热盐袋20的正、反面都有魔术贴2，用魔术贴粘贴于背板7的前表面上，电加热盐袋20可以取下维修或更换，盐袋20可以直接裹贴于气室22管壁外表面加热，由调温开关3设置加热温度不超过80度，所有电路导线11和信号线25都穿过背板7在背板7后面连接。

[0011] 所述的金属杆14右端焊接有一个“U”型架12，金属杆14左端通过调节螺母17固定在第一固定架18上，不需要固定活塞推盖6时，调节调节螺母17，移动金属杆14，使 “U”型架12开口朝下固定，需要固定活塞推盖6时，使 “U”型架12开口朝上固定，“U”型架12的宽度与活塞推盖6相对应，刚好能卡住固定活塞推盖6。

[0012] 所述的密封塞23为一个圆形的密封塞，对气室22的左端进行静密封，塑料胶带28连接的安全塞27是塞住气阀26的，气阀26和压强计1都与气室22连通，等同于密封体，活塞19对气室22的另一端进行动密封，因此气室22中的气体为密闭气体，温敏探头21固定在密封塞23上，温敏探头21的信号线25穿过密封塞23和背板7与温度计8相连，用于显示密闭气体的温度，塞住气阀26的安全塞27是用于当密闭气体压强超限的时候保护仪器的, 压强计
1和密封塞23一起固定在第二固定架24上，压强计1通过接口管与气阀26相连通，用于显示密闭气体的压强。活塞19的端面是一个平面，且该平面与气室22上的刻度线平行，活塞19的活塞柄5长度适中, 活塞推盖6只能推至板面刻度9的20ml处，确保活塞19的端面不会碰撞温敏探头21，以保护温敏探头21。

[0013] 如图4所示，是本发明的电路连接示意图，温敏探头21通过信号线25直接与温度计8相连，盐袋20和调温开关3串联成一条支路，再与压强计1、温度计8并联，然后一起通过总控制开关4和导线11接入电源插头10，实验时电源插头10直接接入220V电路。

[0014] 实施例1：如图1所示，是等温演示的一种优选方案，实验时，先调节调节螺母17，移动金属杆14，使 “U”型架12开口朝下闲置固定，盐袋20粘贴在背板7上，调温开关3关闭，将安全塞27从气阀26上拔出，然后将活塞19推至气室22的40ml处，然后再将安全塞27塞住气阀26，打开总控制开关4，待压强计1、温度计8的示数稳定后，记录此时的压强和体积V1，缓慢推动或拉动活塞推盖6，保持温度计8的示数不变，改变活塞19的位置，待压强计1的示数稳定后，记录这一次的压强和体积V2，再改变活塞19的位置，进行多次测量记录，根据获得的实验数据做出等温图线，则可以验证玻意耳-马略特定律的正确性。

[0015] 实施例2：如图2所示，是等容演示的一种优选方案，实验时，先将安全塞27从气阀26上拔出，再将活塞19推至气室22的50ml处，调节调节螺母17，移动金属杆14，使 “U”型架
12开口朝上，卡住活塞推盖6，旋紧调节螺母17，从而固定活塞19的位置不变，然后再将安全塞27塞住气阀26，打开总控制开关4，待压强计1、温度计8的示数稳定后，记录此时的温度T1和压强，用盐袋20裹住气室22，从低档开始，调节调温开关3加热，待温度计示数稳定后，记录这一次的温度T2和压强，再调节调温开关3加热，进行多次测量记录，根据获得的实验数据做出等容图线，则可以验证查理定律的正确性。

[0016] 实施例3：如图3所示，是等压演示的一种优选方案，实验时，先调节调节螺母17，移动金属杆14，使 “U”型架12开口朝下闲置固定，将安全塞27从气阀26上拔出，然后将活塞19推至气室22的30ml处，然后再将安全塞27塞住气阀26，打开总控制开关4，松开手，让活塞19处于自由状态，待压强计1、温度计8的示数稳定后，此时密闭气体的压强与外面的气压相等，记录此时的温度T1和体积V1，用盐袋20裹住气室22，从低档开始，调节调温开关3加热，待温度计示数和活塞推盖6的位置稳定后，记录这一次的温度T2和体积V2，再调节调温开关3加热，进行多次测量记录，根据获得的实验数据做出等压图线，则可以验证盖•吕萨克定律的正确性。

[0017] 实施例4：实验时，先将安全塞27从气阀26上拔出，然后将活塞19推至气室22任意位置（活塞19和气室22的行程范围内），再将安全塞27塞住气阀26，打开总控制开关4，待压强计1、温度计8的示数稳定后，记录此时的压强、温度T0和体积V0，缓慢推动或拉动活塞推盖6，改变活塞19的位置或用盐袋20给气室22加热，待示数稳定后，记录这一次的压强、温度Ti和体积Vi，若，或等式两边的式子在误差范围内近似相等，则可以验证理想气体定律的正确性。

[0018] 上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本实用技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

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