一种物理教学用比热容实验教具的制作方法

1.本申请属于实验设备领域，具体的是一种物理教学用比热容实验教具。


背景技术：

2.比热容实验和热功当量实验是中学热学部分的重点实验。但是现有的比热容实验器材存在以下几个问题：首先，整个实验教具的配件过多，吸热器件多达三种，接线柱、铝制容器、搅拌棒。其次，整个实验的散热点较多。该教具的容器基本为塑料制品，密闭性差；与实验过程中系统处于绝热过程的要求差别大，导致系统误差大。此外，液体热惰性较大，在温度变化较快时示数有明显的潜后效应，必须不停地搅拌容器中的水。最后，现有的教具不能记录中间加热过程的电流、电压值，不仅需盯着秒表和水银温度计示数，频繁地测量时间和温度，同时还要观察电压和电流的变化；且由于水银温度计示数只能在有限的视角范围内观察到，较难做到快速读数，不便于学生理解实验原理。反复的试验结果表明，现有比热容教具由于自身结构的问题导致相对实验误差在20％以上。


技术实现要素：

3.1.需要解决的技术问题
4.本实用新型的需要解决的技术问题在于，提供一种物理教学用比热容实验教具，解决现有比热容教具保温性能不好，容易受到外界环境的影响，且实验过程较复杂，需要实验人员频繁测量时间和温度的问题。
5.2.技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种物理教学用比热容实验教具，包括保温桶、接线柱、电阻丝和温度计；所述保温桶为内胆镀银的杜瓦瓶，且瓶口塞有瓶盖；所述保温桶内充有煤油；两个所述接线柱分别从所述瓶盖伸入，且两个接线柱底端之间连接有所述电阻丝；所述温度计探头从所述瓶盖中心伸入所述保温桶内，且所述温度计探头位于两个所述接线柱之间；两个所述接线柱顶端分别与电源连接形成回路。
7.上述比热容实验教具，其中，所述接线柱包括粗铜柱和细铜杆；所述细铜杆从所述瓶盖伸入保温桶，且底端与电阻丝连接；所述细铜杆上端与所述粗铜柱连接；所述粗铜柱位于瓶盖上方，且与电源连接。
8.上述比热容实验教具，其中，所述瓶盖底面沿轴向延伸形成与所述保温桶内壁相适配的胶圈。
9.上述比热容实验教具，其中，所述电阻丝外缠绕有纱包线，且所述纱包线填充在整个煤油空间。
10.上述比热容实验教具，其中，所述瓶盖底面贴敷有硅胶片。
11.上述比热容实验教具，其中，所述瓶盖与接线柱以及温度计探头之间填充有硅胶塞。
12.3.有益效果
13.综上所述，本实用新型的有益效果在于：
14.(1)本实用新型的实验教具中易热配件少,有效保证实验处于绝热过程，利用了两根铜线替代金属接线柱来连接加热电阻，采用内胆有水银涂小型杜瓦瓶，瓶盖用绝热材料严密封住,有效准少了原装置散热过多的弊端。
15.(2)本实用新型的实验教具采用的电阻外表面以缠绕纱包线来绝缘，较松散地充满整个煤油空间，煤油受热更加均匀，无需搅拌棒，简化了实验操作过程。
16.(3)本实用新型的实验教具突出了物理过程，有利于学生深刻理解物理现象，使操作者加深对物理现象本质的认识和对相关理论的理解，对培养学生的实验探究能力有重要意义。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图中：1
‑
保温桶；2
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接线柱；3
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电阻丝；4
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温度计；5
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瓶盖； 6
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粗铜柱；7
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细铜杆；8
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胶圈；9
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纱包线；10
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硅胶片；11
‑
硅胶塞。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参见附图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种物理教学用比热容实验教具，包括保温桶1、接线柱2、电阻丝3和温度计4；所述保温桶1为内胆镀银的杜瓦瓶，且瓶口塞有瓶盖5；所述保温桶1内充有煤油；两个所述接线柱2分别从所述瓶盖5伸入，且两个接线柱2底端之间连接有所述电阻丝3；所述温度计4 探头从所述瓶盖5中心伸入所述保温桶1内，且所述温度计4探头位于两个所述接线柱2之间；两个所述接线柱2顶端分别与电源连接形成回路。
21.所述接线柱2包括粗铜柱和细铜杆7；所述细铜杆7从所述瓶盖5伸入保温桶1，且底端与电阻丝3连接；所述细铜杆7上端与所述粗铜柱连接；所述粗铜柱位于瓶盖5上方，且与电源连接，利用导电性能强的铜线代替铁质接线柱，减少接线柱2发热造成对整个实验过程的影响。
22.所述瓶盖5底面沿轴向延伸形成与所述保温桶1内壁相适配的胶圈8，所述瓶盖5底面贴敷有硅胶片10。所述瓶盖5与接线柱2 以及温度计4探头之间填充有硅胶塞11，确保整个瓶盖5由救援材料严密封住，有效的降低了保温瓶1内的热量散失。
23.所述电阻丝3外缠绕有纱包线9，且所述纱包线9填充在整个煤油空间，无需搅拌就能够使电阻丝3发出的热量能够均匀的传导至整个煤油空间，简化了整个实验的过程。
24.实施例：
25.实验器材包括：dislab系统、保温桶1(450ml杜瓦瓶)、煤油163g、温度计4、电流电压表、蓄电池(12v)、电阻丝3(电炉丝电阻10ω)、滑动变阻器10ω和导线若干。首先，用电子秤称取空杜瓦瓶及加入煤油后的质量分别为m0和m1，得煤油质量为 0.163kg。然后参见附
图1的方式安装实验教具，把导线放入杜瓦瓶，同时电压电流表和温度计接入电路。接通由接线柱2、电阻丝 3、滑动变阻器和蓄电池组成的回路，把温度计4和电流电压表分别采集电压、电流和温度数据并接入计算机，运行dislab软件。移动滑动变阻器划片的p，使回路电流控制在约0.8a，dislab软件每2秒采集一次回路的电流、电压和没有稳固的，每100次为一个计时周期。最后，分别输入煤油的比热容及其质量，根据比热容公式：c＝q/(m
△
t)，得到实验结果。通过滑动变阻器改变整个回路的电阻和电流的数值，重复以上实验步骤。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：包括保温桶(1)、接线柱(2)、电阻丝(3)和温度计(4)；所述保温桶(1)为内胆镀银的杜瓦瓶，且瓶口塞有瓶盖(5)；所述保温桶(1)内充有煤油；两个所述接线柱(2)分别从所述瓶盖(5)伸入，且两个接线柱(2)底端之间连接有所述电阻丝(3)；所述温度计(4)探头从所述瓶盖(5)中心伸入所述保温桶(1)内，且所述温度计(4)探头位于两个所述接线柱(2)之间；两个所述接线柱(2)顶端分别与电源连接形成回路。2.根据权利要求1所述的一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：所述接线柱(2)包括粗铜柱和细铜杆(7)；所述细铜杆(7)从所述瓶盖(5)伸入保温桶(1)，且底端与电阻丝(3)连接；所述细铜杆(7)上端与所述粗铜柱连接；所述粗铜柱位于瓶盖(5)上方，且与电源连接。3.根据权利要求1所述的一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：所述瓶盖(5)底面沿轴向延伸形成与所述保温桶(1)内壁相适配的胶圈(8)。4.根据权利要求1所述的一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：所述电阻丝(3)外缠绕有纱包线(9)，且所述纱包线(9)填充在整个煤油空间。5.根据权利要求1所述的一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：所述瓶盖(5)底面贴敷有硅胶片(10)。6.根据权利要求5所述的一种物理教学用比热容实验教具，其特征在于：所述瓶盖(5)与接线柱(2)以及温度计(4)探头之间填充有硅胶塞(11)。

技术总结
本实用新型公开了一种物理教学用比热容实验教具，包括保温桶、接线柱、电阻丝和温度计。本实用新型的有益效果在于，本实用新型的实验教具中易热配件少,有效保证实验处于绝热过程，利用了两根铜线替代金属接线柱来连接加热电阻，采用内胆有水银涂小型杜瓦瓶，瓶盖用绝热材料严密封住,有效准少了原装置散热过多的弊端；本实用新型的实验教具采用的电阻外表面以缠绕纱包线来绝缘，较松散地充满整个煤油空间，煤油受热更加均匀，无需搅拌棒，简化了实验操作过程；本实用新型的实验教具突出了物理过程，有利于学生深刻理解物理现象，使操作者加深对物理现象本质的认识和对相关理论的理解，对培养学生的实验探究能力有重要意义。对培养学生的实验探究能力有重要意义。对培养学生的实验探究能力有重要意义。


技术研发人员：张华
受保护的技术使用者：张华
技术研发日：2021.02.02
技术公布日：2021/10/15