CN102446438A - 机械能转化为内能教学实验装置 - Google Patents
机械能转化为内能教学实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102446438A CN102446438A CN2010105082620A CN201010508262A CN102446438A CN 102446438 A CN102446438 A CN 102446438A CN 2010105082620 A CN2010105082620 A CN 2010105082620A CN 201010508262 A CN201010508262 A CN 201010508262A CN 102446438 A CN102446438 A CN 102446438A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mechanical energy
- temperature
- energy
- piston
- internal energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005271 boronizing Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 235000009161 Espostoa lanata Nutrition 0.000 description 2
- 240000001624 Espostoa lanata Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明涉及物理教学实验装置技术领域，特别涉及机械能转化为内能教学实验装置。本发明提供一种结构简单、便于操作的机械能转化为内能教学实验装置。本发明主要由一个以高强度硼化玻璃为材料制成的械能转化为内能操作单元和一个由惠斯能电桥构成的温度监测单元构成。实验时压下活塞(B)，压缩容器(M1)内部空气，检流计的指针按顺时针向右发生较大偏转(表示温度升高)，活塞(B)对容器(M1)内部空气做功，容器(M1)内部空气内能增加温度升高；向外拉活塞(B)使空气膨胀，(M1)内部空气内能减小温度降低。利用本装置可以方便的完成械能转化为内能的演示实验并可提高实验教学的效果。
Description
技术领域
本发明涉及物理教学实验装置技术领域，特别涉及机械能转化为内能教学实验装置。
背景技术
机械能转换为内能、内能转换为机械能是中学物理教学的十分重要和不可缺少的内容。传统的物理教学中，本实验的一般方法是：将蘸有乙醚的棉花球放入气缸内，然用使用活塞压缩气缸内部气体，对气体做功，气缸内部气体温度升高，达到乙醚的燃点，棉花球就会燃烧。实验虽然比较直观地展现了机械能转换为内能的过程，但是实验过程过于复杂，而且乙醚的用量更加不好掌握，用量太少，学生观察不到明显的火焰，演示效果不明显；用量太多则增加实验的危险性。机械能转化为内能教学实验装置结构简单、操作安全方便、效果明显，便于演示和观察，可以大大提高实验教学的效果。
发明内容
本发明提供一种机械能转化为内能的教学实验装置，该装置结构简单、操作安全方便、效果明显，可以大大提高实验教学的效果。
本发明主要由一个以高强度硼化玻璃为材料制成的“L”型械能转化为内能操作单元和一个由惠斯能电桥构成的温度监测单元构成。械能转化为内能操作单元的直径较大的圆筒内安装有充气活塞，可以通过抽压活塞减小或增大“L”型容器内部的气压。在直径较小的圆筒内安装有一个20KΩ的热敏电阻(Rt)，温度探测输出端(N1、N2)通过两根导线穿过“L”型容器(M1)的外壁与热敏电阻(Rt)两端连接。电阻(R1、R2)、电位器(R3)、检流计(G)、直流电源P1组成温度监测单元。当电桥中X1、X2所连接的热敏电阻(Rt)的阻值发生变化时，检流计的指针将发生较大的摆动。因为热敏电阻(Rt)置于“L”型容器(M1)内部，当(M1)内部气体因压强变化而发生温度变化时，热敏电阻(Rt)的阻值将发生较大变化，检流计的指针将发生较大的摆动，借此同步指示容器内温度的变化。
实验时用力压下活塞(B)，压缩容器(M1)内部空气，发现检流计的指针按顺时针向右发生较大偏转；用力向外拉活塞(B)使空气膨胀，电流表的指针反向摆动。这表明压下活塞(B)，活塞(B)对容器(M1)内部空气做功，容器(M1)内部空气内能增加温度升高；用力向外拉活塞(B)使空气膨胀，(M1)内部空气对活塞(B)做功，内能减小温度降低。利用本装置可以简捷方便的完成机械能转化为内能的演示实验并可大大提高实验教学的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的机械能转化为内能操作单元示意图。
图2为本发明实施例的温度监测单元内部电路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1及图2所示，本发明主要由一个以高强度硼化玻璃为材料制成的机械能转化为内能操作单元和一个由惠斯能电桥构成的温度监测单元构成。
图1中M1是以高强度硼化玻璃为材料制成的由两个直径不同相互贯通的圆筒构成的“L”型容器，大圆筒的直径约为5cm，圆筒高15cm，小圆筒直径约为2cm，圆筒长10cm。在直径较大的圆筒内安装有充气活塞(B)，可以通过抽压活塞(B)提高减小或增大容器(M1)内部的气压。在直径较小的圆筒内安装有一个20KΩ的热敏电阻(Rt)，温度探测输出端(N1、N2)通过两根导线穿过“L”型容器(M1)的外壁与热敏电阻(Rt)两端连接。S1是一个可以可开关的排气阀门。
图2中，电阻(R1、R2)、电位器(R3)、检流计(G)、电源开关(k1)直流电源(P1)及X1、X2端连接的热敏电阻(Rt)组成一个惠斯通电桥，封装在一个塑料盒中，构成温度监测单元，用于监测“L”型容器(M1)内部温度变化。R3是一个100KΩ电位器，用来调节检流计(G)的静态示数。当电桥中X1、X2所连接的热敏电阻(Rt)的阻值发生变化时，检流计(G)的指针将发生较大的摆动。因为热敏电阻(Rt)置于“L”型容器(M1)内部，当(M1)内部气体因压强变化而发生温度变化时，热敏电阻(Rt)的阻值将发生较大变化，检流计(G)的指针将发生较大的摆动(按本实施例中的电流方向，当热敏电阻Rt温度升高时阻值会变大，而当热敏电阻Rt阻值升高时，检流计的指针按顺时针向右发生较大偏转，借此同步指示容器内温度的变化)。
实验时，将温度监测单元的探测输入端(X1、X2)分别连接到机械能转化为内能演示单元的温度探测输出端(N1、N2)上，然后打开排气阀门(S1)将活塞(B)提起后再关闭排气阀门(S1)，关闭电源开关(K1)，调节(R3)使检流计(G)的静态示数指向“0”。然后，用力压下活塞(B)，压缩容器(M1)内部空气，活塞(B)对容器(M1)内部空气做功，容器(M1)内部空气内能增加温度升高，热敏电阻(Rt)的阻值将因温度升高而迅速增大，惠斯通电桥的平衡被打破，检流计的指针将按顺时针向右发生较大的摆动，表明容器内温度升高；如果用力向外拉活塞(B)使空气膨胀，(M1)内部空气对活塞(B)做功，内能减小温度降低，热敏电阻(Rt)的阻值将因温度降低而迅速变小，惠斯通电桥的平衡被打破，检流计的指针将按逆时针向左发生较大的摆动，表明容器内温度降低。利用本装置可以使学生更直观真切的观察和理解机械能转化为内能现象，大大提高实验的成功率和实验教学的效果。
该装置结构简单、操作方便、效果明显便于演示和观察，可以大大提高实验教学的效果。
本实施例中热敏电阻(Rt)选用温度系数较高的具有正温度系数(PTC)型，额定电压为6V的20KΩ热敏电阻；R1、R2选用20KΩ的碳膜电阻，电位器(R3)为100KΩ的小型电位器，检流计(G)选用AC15型直流复射式检流计；直流电源选用6V直流电源，可用四节AA电池串联组成。其它元件无特殊要求。
Claims (1)
1.一种机械能转化为内能教学实验装置，包括一个机械能转化为内能操作单元和一个温度监测单元，其特征在于机械能转化为内能操作单元的主体是由两个直径不同相互贯通的以高强度硼化玻璃为材料的圆筒构成的“L”型容器，直径较大的圆筒内安装有充气活塞(B)，直径较小的圆筒内安装有一个热敏电阻(Rt)，温度探测输出端(N1、N2)通过两根导线穿过“L”型容器(M1)的外壁与热敏电阻(Rt)两端连接，电阻(R1、R2)、电位器(R3)、检流计(G)、直流电源(P1)组成温度监测单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105082620A CN102446438A (zh) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | 机械能转化为内能教学实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105082620A CN102446438A (zh) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | 机械能转化为内能教学实验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102446438A true CN102446438A (zh) | 2012-05-09 |
Family
ID=46008907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105082620A Pending CN102446438A (zh) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | 机械能转化为内能教学实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102446438A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2603985Y (zh) * | 2003-01-12 | 2004-02-18 | 田荣华 | 一种物体内能变化演示仪 |
| CN2891159Y (zh) * | 2006-03-31 | 2007-04-18 | 王登峰 | 一种气体做功内能减少演示装置 |
| KR20070066811A (ko) * | 2005-12-23 | 2007-06-27 | 최원석 | 마찰에 따른 에너지 전환 실험장치 |
| CN201130454Y (zh) * | 2007-12-20 | 2008-10-08 | 陈光皓 | 气体做功演示仪 |
| CN201812407U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-04-27 | 柳延东 | 机械能转化为内能教学实验装置 |
-
2010
- 2010-10-15 CN CN2010105082620A patent/CN102446438A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2603985Y (zh) * | 2003-01-12 | 2004-02-18 | 田荣华 | 一种物体内能变化演示仪 |
| KR20070066811A (ko) * | 2005-12-23 | 2007-06-27 | 최원석 | 마찰에 따른 에너지 전환 실험장치 |
| CN2891159Y (zh) * | 2006-03-31 | 2007-04-18 | 王登峰 | 一种气体做功内能减少演示装置 |
| CN201130454Y (zh) * | 2007-12-20 | 2008-10-08 | 陈光皓 | 气体做功演示仪 |
| CN201812407U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-04-27 | 柳延东 | 机械能转化为内能教学实验装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 人民教育出版社物理研究室、中国教育学会物理教学研究会: "《义务教育三年制/四年制初级中学物理第二册（试验本）实验参考书》", 31 December 1991 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203910670U (zh) | 一种基于磁流变液的压力可调开关 | |
| CN201812407U (zh) | 机械能转化为内能教学实验装置 | |
| CN204374380U (zh) | 用于压力开关检测装置的控制电路 | |
| CN201812408U (zh) | 热能转化为机械能教学实验装置 | |
| CN102446438A (zh) | 机械能转化为内能教学实验装置 | |
| CN203672563U (zh) | 扩张式封隔器胶筒高温性能试验装置 | |
| CN104370556A (zh) | 压电陶瓷在六氟化硫气体中的极化方法及其极化装置 | |
| CN204882788U (zh) | 便携式电流互感器极性测试仪 | |
| CN202929093U (zh) | 一种多功能高压验电装置 | |
| CN204422571U (zh) | 一种充气式试验变压器 | |
| CN102446437A (zh) | 热能转化为机械能教学实验装置 | |
| CN204241548U (zh) | 一种高压验电器 | |
| CN202141791U (zh) | 高压隔离开关触指压力测试装置 | |
| CN203950652U (zh) | 一种新型变压器 | |
| CN207529148U (zh) | 一种用zigbee控制的双通道交流电源通断控制装置 | |
| CN206331025U (zh) | 一种高强度的安全检修工具 | |
| CN207665255U (zh) | 紫外线杀菌灯的输出驱动电路 | |
| CN207093511U (zh) | 气动控制自动化设备 | |
| CN204461733U (zh) | 变压器用多功能保护器压力开关检测装置 | |
| CN104332087A (zh) | 一种用于职业院校学生电气控制实训时测试的电路 | |
| CN206179354U (zh) | 一种焦耳定律实验教具 | |
| CN203456732U (zh) | 一种压电变压器电晕火花开关 | |
| CN222237272U (zh) | 一种密封性文物展柜 | |
| CN203535894U (zh) | 火花塞模拟室 | |
| CN203287034U (zh) | 便携式电气转换器校验仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120509 |