[实用新型]机械能转化为内能教学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型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

本实用新型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、操作方便、效果明显，可以大大提高实验教学的效果。

本实用新型主要由一个以高强度硼化玻璃为材料制成的“L”型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。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，借此表明容器(M1)内温度的同步变化。

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(表明容器内温度升高)；用力向外拉活塞(B)使空气膨胀，电流表的指针反向摆动(表明温度降低)。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为本实用新型实施例的机械能转化为内能操作单元示意图。

图2为本实用新型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实用新型作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本实用新型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20K Ω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，借此表明温度的同步变化。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，借此表明容器(M1)内温度的同步变化)。