一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，包括固体热胀冷缩演示装置、气体热胀冷缩演示装置、液体热胀冷缩演示装置、热缩冷胀演示装置。该热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，能够同时演示液体、固体和气体的热胀冷缩现象，同时还能够演示金属镓的冷胀热缩性质，热胀冷缩及冷胀热缩的微小形变能够直观、清楚、动态地显示出来，学生能更好地观察并了解热胀冷缩及冷胀热缩现象，提高学生的学习兴趣，提高授课效率。该热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置使用方便，操作简单，安全性高。

A Demonstration Device for Expansion and Expansion Experiments

The invention relates to an experimental demonstration device for thermal expansion, contraction and expansion, including a solid thermal expansion and contraction demonstration device, a gas thermal expansion and contraction demonstration device, a liquid thermal expansion and contraction demonstration device, and a thermal contraction and expansion demonstration device. The experimental demonstration device of thermal expansion and contraction and thermal expansion can demonstrate the phenomenon of thermal expansion and contraction of liquids, solids and gases at the same time. It can also demonstrate the properties of cold expansion and contraction of gallium metal. The small deformation of thermal expansion and contraction and cold expansion and contraction can be visually, clearly and dynamically displayed. Students can better observe and understand the phenomena of thermal expansion and contraction and cold expansion and contraction, and improve students'learning. Study interest and improve teaching efficiency. The experimental demonstration device for thermal expansion, cold contraction and thermal contraction is convenient to use, simple to operate and high safety.

【技术实现步骤摘要】
一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置
本专利技术涉及一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，属于物料教具

技术介绍
热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小。大多数物体都具有这种性质。目前在热胀冷缩的演示实验中，通常只单独演示气体或液体的热胀冷缩，而固体的热胀冷缩由于形变量小，不易观察。在中学《科学》科目的教科版五年级下册中，对金属的热胀冷缩提供了一套简单的实验演示装置，其将金属条放置在木板上，在金属条一端钉入一根大头钉，当金属条在酒精灯的加热作用下膨胀伸长，会将大头针顶弯，从而使学生认识到热胀冷缩现象。但是由于线膨胀系数的存在，热胀冷缩的型变程度非常细微，在实验过程中，大头针的位移较小，有时候凭肉眼很难被观察到。并且，即使大多数物体都是遇热膨胀，遇冷收缩，但是仍然有一些物质是遇热收缩，遇冷膨胀，目前暂时还未检索有关热缩冷胀实验演示装置。而在课堂教学过程中，需要一种能直观、动态、能显而易见观察到变化的实验装置。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，具体技术方案如下：一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，包括固体热胀冷缩演示装置、气体热胀冷缩演示装置、液体热胀冷缩演示装置、热缩冷胀演示装置。作为上述技术方案的改进，所述固体热胀冷缩演示装置包括竖直的圆柱状金属柱、圆柱螺旋线状感应加热线圈、铁环、圆环状电磁铁、固设在电磁铁外侧壁的连杆，所述感应加热线圈套设在金属柱的外部，所述金属柱的外侧壁与感应加热线圈之间设置有间隙，所述感应加热线圈的内径大于铁环的外径，所述金属柱与铁环的内圈之间为间隙配合，所述铁环的外圈与电磁铁的内圈之间为间隙配合，所述金属柱的上端面与电磁铁的下端面齐平，所述金属柱的中轴线与电磁铁的中轴线共线。作为上述技术方案的改进，所述气体热胀冷缩演示装置包括设置在金属柱外侧的第一金属板、第一金属立柱、气箱、第一透明水槽、竖直的第一透明圆管、设置在第一透明圆管内部的活塞，所述第一金属板与金属柱垂直，所述第一金属板的尾端与金属柱的下端焊接连接，所述第一金属立柱与第一金属板垂直，所述第一金属立柱的下端与第一金属板的首端焊接连接，所述气箱的箱底设置有与第一金属立柱相适配的第一安装孔，所述第一金属立柱的上端穿过第一安装孔且第一金属立柱的上端设置在气箱的内部，所述第一金属立柱的侧壁与第一安装孔的孔壁之间密封连接，所述第一透明水槽设置在气箱的上方，所述第一透明水槽的槽底与气箱的顶部固定连接，所述第一透明水槽的槽底与气箱顶部的连接处设置有第一通孔，所述第一透明圆管设置在第一透明水槽的内部，所述第一透明圆管的下端与第一透明水槽的槽底密封连接，所述第一透明圆管的高度小于或等于第一透明水槽的深度，所述第一透明圆管的内腔被活塞分隔成位于活塞上方的第一腔室和位于活塞下方的第二腔室，所述第二腔室与气箱的内腔之间通过第一通孔连通，所述第一腔室中充满第一溶液，所述第一溶液的液面与第一透明圆管的上端面齐平，所述第一透明水槽中装有第二溶液，所述第二溶液的液面高度低于第一透明圆管上端面的高度。作为上述技术方案的改进，所述液体热胀冷缩演示装置包括设置在金属柱外侧的第二金属板、第二金属立柱、液箱、第二透明水槽、竖直的第二透明圆管，所述第二金属板与金属柱垂直，所述第二金属板的尾端与金属柱的下端焊接连接，所述第二金属立柱与第二金属板垂直，所述第二金属立柱的下端与第二金属板的首端焊接连接，所述液箱的箱底设置有与第二金属立柱相适配的第二安装孔，所述第二金属立柱的上端穿过第二安装孔且第二金属立柱的上端设置在液箱的内部，所述第二金属立柱的侧壁与第二安装孔的孔壁之间密封连接，所述第二透明水槽设置在液箱的上方，所述第二透明水槽的槽底与液箱的顶部固定连接，所述第二透明水槽的槽底与液箱顶部的连接处设置有第二通孔，所述第二透明圆管设置在第二透明水槽的内部，所述第二透明圆管的下端与第二透明水槽的槽底密封连接，所述第二透明圆管的高度小于或等于第二透明水槽的深度，所述第二透明圆管的内腔与液箱的内腔之间通过第二通孔连通，所述第二透明圆管的内腔、第二通孔以及液箱的内腔中均充满第三溶液，所述第三溶液的液面与第二透明圆管的上端面齐平，所述第二透明水槽中装有第四溶液，所述第四溶液的液面高度低于第二透明圆管上端面的高度。作为上述技术方案的改进，所述热缩冷胀演示装置包括设置在金属柱外侧的第三金属板、第三金属立柱、箱体、竖直的绝缘圆管、与绝缘圆管内腔相适配的下导电柱、设置在下导电柱正上方的上导电柱、指示灯、用来安装指示灯的灯座、控制开关、直流电源，所述第三金属板与金属柱垂直，所述第三金属板的尾端与金属柱的下端焊接连接，所述第三金属立柱与第三金属板垂直，所述第三金属立柱的下端与第三金属板的首端焊接连接，所述箱体的箱底设置有与第三金属立柱相适配的第三安装孔，所述第三金属立柱的上端穿过第三安装孔且第三金属立柱的上端设置在箱体的内部，所述第三金属立柱的侧壁与第三安装孔的孔壁之间密封连接，所述绝缘圆管设置在箱体的上方，所述绝缘圆管的下端与箱体的顶部密封连接，所述箱体的顶部设置有第三通孔，所述绝缘圆管的内腔与箱体的内腔之间通过第三通孔连通，所述箱体的内腔充满金属镓，所述绝缘圆管的内腔中填充有金属镓，所述绝缘圆管的内部还设置有绝缘活塞，所述绝缘活塞的下表面紧贴着绝缘圆管中金属镓的表面，所述下导电柱的下端设置在绝缘圆管的内部且下导电柱的下端与绝缘活塞的上端固定连接，所述下导电柱的上端设置在绝缘圆管的外部，所述上导电柱与灯座之间设置有绝缘杆，所述绝缘杆的一端与灯座固定连接，所述绝缘杆的另一端与上导电柱的侧壁固定连接；所述直流电源的正极与控制开关的其中一个接线端电连接，所述控制开关的另一个接线端与指示灯的其中一个接线端电连接，所述指示灯的另一个接线端与下导电柱之间设置有软导线，所述软导线的一端与下导电柱的上端电连接，所述软导线的另一端与指示灯的另一个接线端电连接，所述上导电柱与直流电源的负极之间设置有导线，所述导线的一端与上导电柱电连接，所述导线的另一端与直流电源的负极电连接。作为上述技术方案的改进，所述金属柱的下端面与第一金属板的底面齐平，所述第一金属板的底面与第二金属板的底面齐平，所述第三金属板的底面与第二金属板的底面齐平，所述隔热板的外部设置有冷却水槽，所述固体热胀冷缩演示装置、气体热胀冷缩演示装置、液体热胀冷缩演示装置、热缩冷胀演示装置均设置在冷却水槽的内部，所述金属柱的下端与冷却水槽的槽底之间设置有隔热板，所述隔热板的底部与冷却水槽的槽底固定连接。作为上述技术方案的改进，所述第二溶液为酚酞试液的水溶液，所述第一溶液为能够使得酚酞试液变红的碱性溶液；所述第四溶液为酚酞试液的水溶液，所述第三溶液为能够使得酚酞试液变红的碱性溶液。作为上述技术方案的改进，所述第一透明水槽的下方设置有第一排水阀，所述第一排水阀的输入端与第一透明水槽连通；所述第二透明水槽的下方设置有第三排水阀，所述第三排水阀的输入端与第二透明水槽连通。作为上述技术方案的改进，所述气箱的四周固设有第一环形水槽，所述第一环形水槽的下方设置有第二排水阀，所述第二排水阀的输入端与第一环形水槽连通；所述液箱的四周固设有第二环形水槽，所述第二环形水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，其特征在于：包括固体热胀冷缩演示装置、气体热胀冷缩演示装置、液体热胀冷缩演示装置、热缩冷胀演示装置。

【技术特征摘要】
1.一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，其特征在于：包括固体热胀冷缩演示装置、气体热胀冷缩演示装置、液体热胀冷缩演示装置、热缩冷胀演示装置。2.根据权利要求1所述的一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，其特征在于：所述固体热胀冷缩演示装置包括竖直的圆柱状金属柱（11）、圆柱螺旋线状感应加热线圈（12）、铁环（13）、圆环状电磁铁（14）、固设在电磁铁（14）外侧壁的连杆（15），所述感应加热线圈（12）套设在金属柱（11）的外部，所述金属柱（11）的外侧壁与感应加热线圈（12）之间设置有间隙，所述感应加热线圈（12）的内径大于铁环（13）的外径，所述金属柱（11）与铁环（13）的内圈之间为间隙配合，所述铁环（13）的外圈与电磁铁（14）的内圈之间为间隙配合，所述金属柱（11）的上端面与电磁铁（14）的下端面齐平，所述金属柱（11）的中轴线与电磁铁（14）的中轴线共线。3.根据权利要求2所述的一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，其特征在于：所述气体热胀冷缩演示装置包括设置在金属柱（11）外侧的第一金属板（21）、第一金属立柱（22）、气箱（23）、第一透明水槽（24）、竖直的第一透明圆管（25）、设置在第一透明圆管（25）内部的活塞（26），所述第一金属板（21）与金属柱（11）垂直，所述第一金属板（21）的尾端与金属柱（11）的下端焊接连接，所述第一金属立柱（22）与第一金属板（21）垂直，所述第一金属立柱（22）的下端与第一金属板（21）的首端焊接连接，所述气箱（23）的箱底设置有与第一金属立柱（22）相适配的第一安装孔，所述第一金属立柱（22）的上端穿过第一安装孔且第一金属立柱（22）的上端设置在气箱（23）的内部，所述第一金属立柱（22）的侧壁与第一安装孔的孔壁之间密封连接，所述第一透明水槽（24）设置在气箱（23）的上方，所述第一透明水槽（24）的槽底与气箱（23）的顶部固定连接，所述第一透明水槽（24）的槽底与气箱（23）顶部的连接处设置有第一通孔（241），所述第一透明圆管（25）设置在第一透明水槽（24）的内部，所述第一透明圆管（25）的下端与第一透明水槽（24）的槽底密封连接，所述第一透明圆管（25）的高度小于或等于第一透明水槽（24）的深度，所述第一透明圆管（25）的内腔被活塞（26）分隔成位于活塞（26）上方的第一腔室（251）和位于活塞（26）下方的第二腔室（252），所述第二腔室（252）与气箱（23）的内腔之间通过第一通孔（241）连通，所述第一腔室（251）中充满第一溶液（27），所述第一溶液（27）的液面与第一透明圆管（25）的上端面齐平，所述第一透明水槽（24）中装有第二溶液（28），所述第二溶液（28）的液面高度低于第一透明圆管（25）上端面的高度。4.根据权利要求3所述的一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演示装置，其特征在于：所述液体热胀冷缩演示装置包括设置在金属柱（11）外侧的第二金属板（31）、第二金属立柱（32）、液箱（33）、第二透明水槽（34）、竖直的第二透明圆管（35），所述第二金属板（31）与金属柱（11）垂直，所述第二金属板（31）的尾端与金属柱（11）的下端焊接连接，所述第二金属立柱（32）与第二金属板（31）垂直，所述第二金属立柱（32）的下端与第二金属板（31）的首端焊接连接，所述液箱（33）的箱底设置有与第二金属立柱（32）相适配的第二安装孔，所述第二金属立柱（32）的上端穿过第二安装孔且第二金属立柱（32）的上端设置在液箱（33）的内部，所述第二金属立柱（32）的侧壁与第二安装孔的孔壁之间密封连接，所述第二透明水槽（34）设置在液箱（33）的上方，所述第二透明水槽（34）的槽底与液箱（33）的顶部固定连接，所述第二透明水槽（34）的槽底与液箱（33）顶部的连接处设置有第二通孔（341），所述第二透明圆管（35）设置在第二透明水槽（34）的内部，所述第二透明圆管（35）的下端与第二透明水槽（34）的槽底密封连接，所述第二透明圆管（35）的高度小于或等于第二透明水槽（34）的深度，所述第二透明圆管（35）的内腔与液箱（33）的内腔之间通过第二通孔（341）连通，所述第二透明圆管（35）的内腔、第二通孔（341）以及液箱（33）的内腔中均充满第三溶液（36），所述第三溶液（36）的液面与第二透明圆管（35）的上端面齐平，所述第二透明水槽（34）中装有第四溶液（37），所述第四溶液（37）的液面高度低于第二透明圆管（35）上端面的高度。5.根据权利要求4所述的一种热胀冷缩及热缩冷胀实验演...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴源，
申请(专利权)人：胡兴源，
类型：发明
国别省市：安徽,34