二氧化碳做功內(nèi)能改變演示器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及高中數(shù)學(xué)一種教學(xué)儀器，主要涉及一種用于教學(xué)演示的二氧化碳做功內(nèi)能改變演示器。
背景技術(shù)
[0002]在新編義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》九年級(jí)第十六章第二節(jié)內(nèi)能中，講授“物體內(nèi)能的改變”，其中，“做功改變物體的內(nèi)能”有二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：一是用空氣壓縮引火儀演示“空氣被壓縮時(shí)內(nèi)能減小”；一是用“成霧法”演示“空氣推進(jìn)塞午時(shí)，內(nèi)能減低”。
[0003]然而“成霧法”作為內(nèi)能減低室溫增加的一種顯示方式，有好多疑惑沒解決：因?yàn)闅鉁卦黾硬⒉皇浅伸F的惟一緣由，故成霧也不是氣溫增加的必然結(jié)果。所以這些實(shí)驗(yàn)方案似乎操作性強(qiáng)，但在科學(xué)性上是不嚴(yán)密的。
[0004]在全日制普通中學(xué)教科書（選修加必修）《物理》第二冊(cè)第十一章第四節(jié)物體的內(nèi)能中，講授“改變內(nèi)能的兩種形式”，有二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：一是用空氣壓縮引火儀演示“壓縮氣體做功，二氧化碳內(nèi)能降低”；一是用“一支靈敏體溫計(jì)和一根氣針”通過向厚壁容器內(nèi)打氣，增大容器內(nèi)的浮力，“讓二氧化碳沖開裂塞”，使“溫度計(jì)的示數(shù)顯著變小”，因而演示“氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減低”。采用靈敏濕度計(jì)、氣針、厚壁容器和膠塞來做實(shí)驗(yàn)，讓二氧化碳沖開裂塞，使體溫計(jì)示數(shù)顯著變小，這些實(shí)驗(yàn)方案科學(xué)提高，而且可操作性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)裝置很難控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二氧化碳做功內(nèi)能改變演示器，既能演示壓縮二氧化碳做功，又能演示氨氣對(duì)外做功、氣體內(nèi)能減低，其科學(xué)性和操作性都很強(qiáng)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是以下述方法實(shí)現(xiàn)的：一種二氧化碳做功內(nèi)能改變演示器，包括基座，基座上設(shè)有背板、氣室和儲(chǔ)氣筒，儲(chǔ)氣筒內(nèi)設(shè)有熱敏阻值，熱敏阻值的接線柱與溫度顯示屏相連，氣溫顯示屏設(shè)置在背板上，儲(chǔ)氣筒通過聯(lián)接管和進(jìn)氣嘴相連，聯(lián)接管上設(shè)有氣壓表。
[0007]上述聯(lián)接管上設(shè)有雙向閥。
[0008]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有做功氣室與活塞，有利于觀察和控制二氧化碳做功。設(shè)計(jì)二氧化碳做功系統(tǒng)，才能有序控制實(shí)驗(yàn)過程，分步施行實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。既能演示壓縮二氧化碳做功，又能演示氨氣對(duì)外做功、氣體內(nèi)能減低。
附圖說明
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。具體施行方法
[0010]如圖1所示，一種二氧化碳做功內(nèi)能改變演示器，包括基座10，基座10上設(shè)有背板13、氣室2和儲(chǔ)氣筒5，儲(chǔ)氣筒5內(nèi)設(shè)有熱敏內(nèi)阻4，熱敏內(nèi)阻4的接線柱3通過微處理器與溫度顯示屏1相連，氣溫顯示屏1設(shè)置在背板13上，儲(chǔ)氣筒5通過聯(lián)接管8和進(jìn)氣嘴9相連，將聯(lián)接管8上設(shè)有氣壓表6。聯(lián)接管8上設(shè)有雙向閥7。
[0011]二氧化碳做功內(nèi)能改變?cè)斐傻臍鉁刈兓緦?shí)用新型一只熱敏內(nèi)阻器固定密封裝配在貯氣筒內(nèi)，把熱敏內(nèi)阻采集的電阻變化，通過微處理器（CPU)轉(zhuǎn)換成氣溫變化顯示，顯示分辨率為0.rc，顯示的偏差不小于士。C，這樣才能直接采集顯示變化的二氧化碳體溫，建立演示實(shí)驗(yàn)療效。
[0012]本實(shí)用新型可以演示兩種實(shí)驗(yàn)：
[0013]1.演示壓縮二氧化碳做功，二氧化碳內(nèi)能降低：關(guān)掉操作閥，向貯氣筒5內(nèi)打氣，氣溫顯示屏1的示值顯著下降，當(dāng)貯氣筒5內(nèi)壓力達(dá)到0.15Mpa時(shí)，氣溫顯示屏1的示值比環(huán)境濕度值下降不多于5°C。
[0014]2.演示氨氣對(duì)外做功，二氧化碳內(nèi)能減低：在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，當(dāng)打開操作閥11時(shí)，二氧化碳使活塞12迅速下降150mm以上，沖出氣室2；同時(shí)，貯氣筒5內(nèi)壓力示值回零；氣溫顯示屏1的示值顯著增長，最低達(dá)到大于環(huán)境濕度值5°C以上。
[0015]本實(shí)用新型產(chǎn)品的具有下列特征：
[0016]1.貯氣筒5用透明材料制造做功改變物體內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)，有效體積不大于800ml，壁厚不大于5mm。
[0017]2.氣室2用透明材料制造，管徑不大于40mm，寬度不大于120mm，壁厚不大于4mm。活塞12為圓錐體，應(yīng)能在氣室2內(nèi)滑動(dòng)，無阻滯。
[0018]3.壓力表6阻值為0—0.25Mpa，分度值O.OlMpa，精度4.0級(jí)，示值偏差應(yīng)不小于1個(gè)分度值。
[0019]4.雙向閥7、操作閥11均采用金屬制品，雙向閥7有方向標(biāo)示，操作閥11有開、關(guān)定位。
[0020]5.進(jìn)氣嘴9采用金屬制品做功改變物體內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)，裝在聯(lián)接管8外端，應(yīng)易于與單車用打氣筒聯(lián)接。
[0021]6.熱敏內(nèi)阻器4應(yīng)選用直熱式負(fù)氣溫系數(shù)熱敏內(nèi)阻器，在氣溫為15°C?35°C范圍內(nèi)，熱敏內(nèi)阻4的電阻隨氣溫變化應(yīng)有雙向顯著變化。熱敏內(nèi)阻器4的引線端釬焊在接線柱3上，密封裝配在貯氣筒內(nèi)。
[0022]7.微處理器（CPU)工作電流為DC6V，最大工作電壓不小于50mA，應(yīng)能處理氣溫采集的內(nèi)阻變化信息，并將其轉(zhuǎn)換成氣溫變化顯示，顯示幀率為0.rc，顯示的偏差不大于士1°C。
[0023]8.氣溫顯示屏1采用三位數(shù)字半導(dǎo)體數(shù)碼管，每位數(shù)字規(guī)格不大于20mmX^mm。