气体对外做功内能减少实验仪器的制作方法

文档序号:2628157来源:国知局
专利名称:气体对外做功内能减少实验仪器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及实验仪器,特别指一种气体对外做功内能减少实验仪器。
背景技术
中学物理关于“做功与内能改变”方面的教学仪器,用“空气压缩引火仪”演示对物体做功内能增大,效果很好。但在探究物体对外做功内能减小时,使用目前实验室所用的两款仪器均不尽人意。第一款仪器是用打气筒慢慢将空气打入容器,容器内气压增大后,空气将塞子冲开,使用这款仪器时,因容器内的气压难以获得较高,实验效果不明显,且打入气 体和气体膨胀是同时发生,出现微量的液化是何过程所致?难以分辩。另外费时较长。第二款仪器则是靠置于厚壁容器里的热敏电阻来探测,通过温度计来指示气体膨胀对外做功后的温度(内能)的改变。没有刺激感观的、直接的实验现象显现,实验结论不易获得学生认可,且构造较复杂。能否另辟溪径,研发一种更好的气体对外做功内能减少仪器是相当紧迫的一项任务。
发明内容本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺陷和问题加以改进和创新,提供一种结构简单、操作方面、效果明显,凭实验现象能直接推断结论的气体对外做功内能减少实验仪器。本实用新型的技术方案是构造一种包括底座和设置在底座上的手柄支杆及压爪支杆的实验仪器,其中手柄支杆底端固定在底座上,顶端通过支点连接手柄;压爪支杆的底端亦固定在底座上,顶端横杆中部设置有一导向管,导向管内设置压力传杆;所述的压力传杆上端连接手柄,下端连接压爪,且压力传杆通过手柄作用在导向管内上、下运动并带动压爪工作;所述压爪对应位置的底座上设置有放置实验瓶的固定爪,且固定爪与压爪上均设置有弧形爪片。本实用新型的优点及有益效果本实用新型通过大量的实验表明,气体冲开瓶塞后,瓶内充满浓雾、瓶口冒雾;瓶里弥漫的、瓶口流淌的雾是瓶里空气中的水蒸汽温度降低液化所致,由此推断气体对外做功内能减少了。本实用新型不仅使用效果很好,而且结构简单、操作方便、节省时间,同时,实验过程中产生的“嘭”声和“白气”刺激感观,有利于激发学生的探究欲望和学习兴趣。本实用新型以不同以往的全新设计为实验室提供了一款效果好且实用的气体对外做功内能减少仪器,填补了中学物理实验在这种仪器方面的不足。

图I是本实用新型立体结构示意图。[0011]图2是本实用新型的主视图。图3是图2的右视图。图4是图2的俯视图。
具体实施方式
由图I至4可知,本实用新型包括底座I和设置在底座I上的手柄支杆2及压爪支杆3,其中手柄支杆2底端固定在底座I上,顶端通过支点连接手柄4 ;压爪支杆3的底端亦固定在底座I上,顶端横杆中部设置有一导向管5,导向管5内设置压力传杆6 ; 所述的压力传杆6上端连接手柄4,下端连接压爪7,且压力传杆6通过手柄4作用在导向管5内上、下运动并带动压爪7工作;所述压爪7对应位置的底座I上设置有放置实验瓶8的固定爪9,且固定爪9与压爪7上均设置有弧形爪片10。本实用新型所述的手柄支杆2与手柄4连接处设置有上支点11和下支点12,且上、下支点通过连接片13可活动的连接成一体。所述的手柄4设计为带弧形结构的省力手柄。所述的导向管5的一侧设置有压停弹簧栓14,且压停弹簧栓14与压力传杆6上设置的 压停定位孔15对应,压停弹簧栓14插入压停定位孔15内固定压爪7压住实验瓶8,所述的固定爪9与压爪7上的弧形爪片10均为圆弧形薄片,且上、下弧形爪片10的圆弧面相对并错开设置。所述的弧形爪片10上、下相对设置至少二组将实验瓶8抓稳。所述实验瓶8为透明的塑料瓶,实验瓶8设有瓶塞。本实用新型的设计原理本实用新型的创意灵感来源于路面顽皮少年对地上加盖的空矿泉水瓶用力踩一脚,只听“嘭”的一声后,瓶口冒“白气”。本实用新型用省力杠杆通过类似于一双人手的多片扁平的爪子将塑料实验瓶一定限度(装有压停弹簧栓)地捏瘪,然后拨动瓶塞令气体膨胀冲开瓶塞对外做功。这一设计不仅可以使瓶内气体获得较大的压强,又将压缩气体和气体膨胀两过程分开,同时也保护了塑料瓶。气体冲开瓶塞后,瓶内充满浓雾、瓶口冒雾。瓶里弥漫的、瓶口流淌的雾是瓶里空气中的水蒸汽温度降低液化所致。由此推断气体对外做功内能减少了。本实用新型的结构原理本实用新型的压爪和固定爪类似一双很有力的手,同时运用省略杠杆原理,并采取了双支点(或加连杆)和导向管的方法,解决杠杆只用一个支点,两爪子不在同一直线上作相对运动而卡死的问题。本实用新型在导向管上加装了一个压停弹簧栓,其作用是塑料实验瓶不能无限制地被压缩,若不然可能造成压缩过程中瓶塞就被冲开,这时气体液化产生的雾,究竟是气体被压缩过程中产生的还是气体膨胀后产生的分辨不清;其次瓶可能被压破或影响瓶的使用寿命。本实用新型运用过程控制法,并利用压停弹簧栓,将压缩气体和气体膨胀两过程分开,便于观察液化现象是由何过程产生。设计的核心结构即抓瓶和压瓶部分,类似于一双人手的多片扁平爪子捏压塑料瓶,既可一定限度地提高瓶内气体的压强,又能减小瓶承受的压强,达到保护瓶的目的。这利用固体压强与受力面积关系原理,同时还利用了杠杆原理,一定质量气体的压强与体积关系的原理,气体降温液化的原理。本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述,并非对本实用新型构思和范围进行限定,在不脱离本实用新型设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入本实用新型的保护范围,本实用新型请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。·
权利要求1.一种气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于包括底座(I)和设置在底座(I)上的手柄支杆(2)及压爪支杆(3),其中 手柄支杆(2 )底端固定在底座(I)上,顶端通过支点连接手柄(4 );压爪支杆(3 )的底端亦固定在底座(I)上,顶端横杆中部设置有一导向管(5),导向管(5)内设置压力传杆(6);所述的压力传杆(6)上端连接手柄(4),下端连接压爪(7),且压力传杆(6)通过手柄(4)作用在导向管(5)内上、下运动并带动压爪(7)工作; 所述压爪(7 )对应位置的底座(I)上设置有放置实验瓶(8 )的固定爪(9 ),且固定爪(9 )与压爪(7 )上均设置有弧形爪片(10 )。
2.根据权利要求I所述的气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于所述的手柄支杆(2)与手柄(4)连接处设置有上支点(11)和下支点(12),且上、下支点通过连接片(13)可活动的连接成一体。
3.根据权利要求I所述的气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于所述的手柄(4)设计为带弧形结构的省力手柄。
4.根据权利要求I所述的气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于所述的导向管(5)的一侧设置有压停弹簧栓(14),且压停弹簧栓(14)与压力传杆(6)上设置的压停定位孔(15)对应,压停弹簧栓(14)插入压停定位孔(15)内固定压爪(7)压住实验瓶(8)。
5.根据权利要求I所述的气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于所述的固定爪(9)与压爪(7)上的弧形爪片(10)均为圆弧形薄片,且上、下弧形爪片(10)的圆弧面相对并错开设置。
6.根据权利要求I或5所述的气体对外做功内能减少实验仪器,其特征在于所述的弧形爪片(10)上、下相对设置至少二组将实验瓶(8)抓稳。
专利摘要本实用新型涉及一种气体对外做功内能减少实验仪器,包括底座和设置在底座上的手柄支杆及压爪支杆,其中手柄支杆底端固定在底座上,顶端通过支点连接手柄;压爪支杆的底端亦固定在底座上,顶端横杆中部设置有一导向管,导向管内设置压力传杆;所述的压力传杆上端连接手柄,下端连接压爪,且压力传杆通过手柄作用在导向管内上、下运动并带动压爪工作;所述压爪对应位置的底座上设置有放置实验瓶的固定爪,且固定爪与压爪上均设置有弧形爪片。本实用新型使用效果很好,结构简单、操作方便、节省时间,为实验室提供了一款效果好且实用的气体对外做功内能减少仪器。
文档编号G09B23/12GK202443659SQ20122007867
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者刘文卓, 赵顺保 申请人:赵顺保
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