燈泡探頭法演示氣體熱膨脹自控恆溫箱
【製作方法】
本裝置如圖11.7-1所示。
1.探頭:取一隻廢燈泡,去掉金屬螺絲口,便露出了抽氣管,把抽氣管末端用小砂輪片劃一圈,小心地掰掉一小段,使燈泡內與大氣相通,即成為探頭。
2.取一個醫用三通管,一端用細橡皮管與探頭的抽氣管相連線,另一端與細玻璃管相連線,在其支管端戴一個眼藥瓶小橡皮帽作放氣用。
3.細玻璃管:長30釐米,直徑4—6毫米。把細玻璃管放在酒精燈上加熱,彎成如圖11.7-1中的形狀。
4.水銀柱:在玻璃管彎曲部分注入水銀,水銀柱長8-10毫米。
5.觸頭(兩個),是兩根塑皮單股細導線,它們的端部已削去l毫米長的塑皮。
6.在刻度板上劃上刻度線,顯示儀器的工作溫度。
7.把眼藥瓶小橡皮帽戴在細玻璃管的端部,在小橡皮帽上扎兩個小孔,孔內分別插入作為觸頭用的兩根單股絕緣導線,插入的深淺,決定控制溫度的高低。
8.針頭:把一個注射用針頭也從小橡皮帽插入細玻璃管,作為通氣孔。它可以把水銀蒸汽的汙染控制在最小限度內。
9.繼電器:J2414型。
10.指示燈:手電筒小燈泡。
11.木支架:用以固定玻璃管,安裝繼電器、指示燈等。
12.電燈:普通白熾燈泡,一般採用25瓦或40瓦,功率大小可根據需要確定。
13.溫度計:普通煤油溫度計即可。
14.恆溫箱:可選一個容積為10-20立升的木箱。
電路按圖11.7-1所示連線。
【使用方法】
被控制電路(即含有作為熱源的電燈的支路)的一端接常閉觸點A、B是公共觸點,接通220伏電源後,電燈發亮,對恆溫箱加熱,箱內溫度升高,探頭裡的空氣受熱膨脹,這時需摘掉三通管的小橡皮帽,將氣體放出,待箱內溫度接近預定溫度時,再把小橡皮帽戴上。之後,隨著溫度的升高,氣體將推動水銀柱向右移動,與兩觸頭相遇,接通了控制電路,繼電器的電磁鐵工作,使常閉觸點A與B斷開(電燈停止加熱),恆溫箱溫度不再升高;此時常開觸點C與B接通,指示燈亮。隨著散熱,恆溫箱內溫度慢慢降低,探頭內氣體溫度也下降,氣體體積縮小,水銀柱向左移動,斷開兩觸頭,繼電器電磁鐵停止工作,B、C又斷開,A、B又接通,電燈又發光,繼續對恆溫箱加熱,使溫度上升。這樣就能使恆溫箱內的溫度保持在一定的範圍內(一般在上±2℃以內)。
本站提示:本自制教具可輔以“熱膨脹、熱傳遞”部分的物理實驗教學。
選自:《初中物理自制教具》
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