一种火山模型及制备方法及使用方法与流程

本发明属教学领域，具体涉及一种火山模型及制备方法及使用方法。

背景技术：

现阶段的学生对于科学知识的学习大多局限于书本和视频，尤其是教学阶段对于儿童的科学知识讲解主要以书本为主，空洞枯燥，容易降低学生对科学知识的学习兴趣。火山喷发在地理教学中是一个比较抽象的事例，为了便于认识地球，帮助学生直观的认识一些抽象的地理地貌以及地壳变化等自然现象，目前教学中只能通过教师的介绍来学习，学生很难深刻认识和体会，不利于学生理解抽象的理论知识。

目前也有很多讲解火山喷发的教具和火山喷发的模拟方法，但是现有的这些教具主要是从原理上模拟火山喷发的过程，利于教师讲解。但是目前的火山模型为了实现模拟火山喷发过程，模型普遍较为复杂，主要是演示作用，学生参与性和互动性较差。

因此需要提供一种结构简单趣味性更强的火山模型来提升学生对科学知识的学习兴趣。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单趣味性强的火山模型及制备方法及使用方法。

本发明提供一种火山模型，包括基座、反应容器和壳体，所述反应容器安装在所述基座上，所述基座面积大于所述反应容器底部面积，所述壳体包裹于所述反应容器外侧并且覆盖所述基座上表面，所述壳体相对于所述反应容器和基座固定，所述反应容器的顶部设置有开口，且所述开口从所述壳体露出。

优选地，所述壳体包括支撑层以及覆盖在所述支撑层外的固定层，所述支撑层由可变形材料制成，所述支撑层和/或固定层与所述基座固定连接。

优选地，所述支撑层为纸质材料，所述固定层为石膏或胶水。

优选地，所述壳体的内表面、所述基座的上表面及所述反应容器的外表面之间形成围绕所述反应容器的空腔。

优选地，所述反应容器中装有第一反应物，所述第一反应物为高锰酸钾、柠檬酸溶液、醋酸溶液或小苏打溶液。

优选地，所述反应容器还装有色素和/或发泡剂。

优选地，所述火山模型还包括投料容器，所述投料容器设置于所述反应容器外，所述投料容器中装有用于与所述第一反应物反应的第二反应物，当所述第一反应物为高锰酸钾时，所述第二反应物为双氧水；当所述第一反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液时，所述第二反应物为小苏打溶液；当所述第一反应物为小苏打溶液时，所述第二反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液。

本发明还提供一种火山模型的制备方法，包括如下步骤：

1)提供基座及反应容器，所述反应容器的顶部设置有开口，将反应容器固定于基座上，所述基座面积大于所述反应容器底部面积；

2)在所述反应容器周侧包裹由可变形材料制成的支撑层；

3)在所述支撑层外包覆固定层，使所述支撑层与固定层形成壳体，所述壳体相对于所述反应容器和基座固定，所述开口从所述壳体露出。

本发明还提供一种火山模型的使用方法，包括如下步骤：

在所述反应容器中放置第一反应物，所述第一反应物为高锰酸钾、柠檬酸溶液、醋酸溶液或小苏打溶液；

向所述反应容器中加入第二反应物，使所述第一反应物与第二反应物反应，所述火山模型呈现喷发状态，当所述第一反应物为高锰酸钾时，所述第二反应物为双氧水；当所述第一反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液时，所述第二反应物为小苏打溶液；当所述第一反应物为小苏打溶液时，所述第二反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液。

优选地，所述的火山模型的使用方法，在将所述第二反应物加入所述反应容器之前，还包括向所述反应容器中加入色素和/或发泡剂的步骤。

本发明提供的火山模型结构简单，趣味性强。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本实施例的火山模型结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参考图1，本发明实施例提供一种火山模型，包括基座3、反应容器1和壳体2，反应容器1安装在基座3上，基座3面积大于反应容器1底部面积，使得制备的火山模型结构更加稳固，避免反应容器1中的原料反应时发生倾倒造成不必要的麻烦。壳体2包裹于反应容器1外侧并且覆盖基座3上表面，较大的基座3面积能够在反应容器1外侧包裹形成半径由上至下依次增大的壳体2，结构造型和火山造型也较为接近，视觉效果更好。壳体2相对于反应容器1和基座3固定，反应容器1的顶部设置有开口，且开口从壳体2露出。用户可以在反应中进行各种火山实验。本实施例中的反应容器1可以是二次利用的玻璃容器、塑料容器等，例如废弃的调味料玻璃瓶或者是废弃矿泉水瓶。基座3可以是纸板，塑料板或者金属板，优选地基座3是具有一定硬度的硬纸板，材料易得，价格便宜并且容易得到想要的形状和尺寸。本实施例的火山模型具有较稳固的结构能够利于用户在反应容器1中进行火山模拟实验，在不进行反应实验时，火山模型也可用作装饰品。

参考图1，在优选实施例中，壳体2包括支撑层21以及覆盖在支撑层21外的固定层22(当然也会有一些固定层22渗入到支撑层21中，但总体上固定层22是覆盖在支撑层21外侧)，支撑层21由可变形材料制成，支撑层21和/或固定层22与基座3固定连接。在进一步优选实施例中，支撑层21为纸质材料，固定层22为石膏或胶水。当石膏或者胶水固化后，还可将壳体22外部涂上颜色，是火山模型更加逼真。

在优选实施例中，壳体2的内表面、基座3的上表面及反应容器1的外表面之间形成围绕反应容器1的空腔4。并不需要支撑层21完全贴合反应容器1表面，至需要具有一个壳体2结构即可，能够节省材料，减少制备时间，降低成本。

参考图1，在优选实施例中，支撑层21主要由纸质材料制成，例如二次用纸。支撑层21包括干燥层和润湿层，干燥层围绕反应容器1形成一个由上至下依次增大的结构，润湿层覆盖于干燥层外侧。例如将报纸或纸巾包裹于反应容器1周测，使壳体2形成一个由上至下半径依次增大的外壳，但是因为纸质材料本身贴合性并不强，因此在干燥层21外侧在贴合一层润湿层可以使支撑层21成型效果较好，并且增加一层润湿层还可以使得支撑层21与石膏的固定效果更好。润湿层可以为含水纸质材料，例如在纸巾上喷洒适量的水，或是含水的棉料，例如含水的卸妆棉、湿巾等。

参考图1，本实施例基座3与反应容器1同轴设置，基座3的半径与反应容器1高度的比值为1：(1-5)，能够较好的避免整个火山模型倾翻。本实施例中基座3的半径与反应容器1的底部半径的比值为3-5:1，基座3圆周上设置有向上凸起的挡板，避免模拟火山喷发时反应液流至桌子上，挡板能够较好的将反应物收集于基座3中。

参考图1，在优选实施例中，反应容器1由上至下依次包括第一部分11、第二部分12和第三部分13，第一部分11为半径最小的圆柱形，第二部分12的半径由上至下依次增大，第三部分13为半径最大的圆柱形。第三部分13为反应容器1最底部的部分，体积较大能够使得第一反应物和第二反应物较好的溶解，提供充分反应的空间，避免反应物的浪费，第二部分12的半径由上至下依次增，一方面能够为反应物提供充分混合的空间，另一方面上方的半径最小能够使得反应物喷发速度得到控制，不会较快喷发，火山模型的喷发效果较好。

参考图1，在进一步优选实施例中，第一部分11、第二部分12和第三部分13轴向长度的比值为1：(2-5)：(1-2)。

参考图1，在优选实施例中，反应容器1中装有第一反应物，第一反应物为高锰酸钾、柠檬酸溶液、醋酸溶液或小苏打溶液。本实施例中的第一反应物最好为小苏打，这样用户使用生活中常用的白醋作为第二反应物便可实现较好的反应效果，使用生活用品作为反应物，更能够提升学生的学习兴趣。当未加入第二反应物时，火山模型处于休眠状态；当将第二反应物加入反应容器1后，火山呈现喷发状态。本实施例的火山模型结构简单，模拟火山喷发效果较好，趣味性强，能够较好的提升学生对科学知识学习的兴趣。

参考图1，在优选实施例中，反应容器1还装有色素和/或发泡剂。例如加入各种颜色的色素和发泡剂(也可以是具有发泡剂的洗洁精和洗衣粉等)，使得反应喷发后的火山像冰淇淋一样，更加具有趣味性，更加能够激发学生的兴趣。

参考图1，在优选实施例中，火山模型还包括投料容器(图未示)，投料容器设置于反应容器1外，投料容器中装有用于与第一反应物反应的第二反应物，当第一反应物为高锰酸钾时，第二反应物为双氧水；当第一反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液时，第二反应物为小苏打溶液；当第一反应物为小苏打溶液时，第二反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液。本实施例中，反应容器1中装有第一反应物，当使用投料容器将与第一反应物发生反应的第二反应物加入反应容器1后，火山模型呈现喷发状态。具有较好的火山模拟效果。

参考图1，在优选实施例中，火山模型还包括第一投料容器(图未示)和第二投料容器(图未示)，第一投料容器中装有第一反应物，第二投料容器装有第二反应物，第一反应物与第二反应物可发生化学反应，本实施例中第一投料容器和二投料容器设置于反应容器1外，当需要模拟火山喷发过程时，将第一反应物和第二反应物倒入反应容器1中，便可发生化学反应，模拟火山喷发过程。在进一步优选实施例中，当第一反应物为高锰酸钾时，第二反应物为双氧水；当第一反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液时，第二反应物为小苏打溶液；当第一反应物为小苏打溶液时，第二反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液。

本发明实施例还提供一种火山模型的制备方法，包括如下步骤：

1)提供基座3及反应容器1，反应容器1的顶部设置有开口，将反应容器1尽量与基座3同轴设置并固定于基座3上，基座3面积大于反应容器1底部面积；此处所指的反应容器1为上述任一实施例提到的反应容器1，此处所指的基座3为上述任一实施例提到的基座3。

2)在反应容器1周侧包裹由可变形材料(例如纸质材料)制成的支撑层21，支撑层21的半径由上至下依次增大，应当是整体上看起来半径是依次增大的，但是纸质材料包裹形成的壳体2表面会有褶皱，因此，本实施例中所指的支撑层21的半径由上至下依次增大，应该不计这些不平整的褶皱。支撑层21由反应容器1开口处延伸至基座3上，形成一个与火山口外形相似的结构，此处的纸质材料可以是例如纸巾、书本用纸等二次用纸，既节能环保又能有效降低成本。同时还能使得整个火山模型结构更加稳固。

具体地，首先在反应容器1侧周包裹不含水的纸质材料，形成干燥层，然后将喷湿后的纸质材料或是具有湿度的棉料覆盖于干燥层外侧形成湿润层，干燥层和润湿层共同形成支撑层21，能够增加纸质材料的贴合性。

3)在支撑层21外包覆固定层22，使支撑层21与固定层22形成壳体2，壳体2相对于反应容器1和基座3固定，开口从壳体2露出。固定层22为胶水或石膏对纸质材料进行固定，形成较稳固的结构。壳体2定型后还能对壳体2外观进行颜色修饰，例如涂上红色或褐色使得火山模型更加逼真。

本发明实施例还提供一种火山模型的使用方法，包括如下步骤：

在配置好第一反应物，并将第一反应物放置在反应容器1中，第一反应物为高锰酸钾、柠檬酸溶液、醋酸溶液或小苏打溶液；

向反应容器1中加入第二反应物，使第一反应物与第二反应物反应，火山模型呈现喷发状态，当第一反应物为高锰酸钾时，第二反应物为双氧水；当第一反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液时，第二反应物为小苏打溶液；当第一反应物为小苏打溶液时，第二反应物为柠檬酸溶液或醋酸溶液。此时火山模型呈现喷发状态。

在优选实施例中，的火山模型的使用方法，在将第二反应物加入反应容器1之前，还包括向反应容器1中加入色素和/或发泡剂的步骤。能使反应后喷发的火山具有多彩的颜色和泡泡，趣味性更强，更能吸引学生的注意力。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。