一种伯格曼定律实验器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种伯格曼定律实验器，包括底座部件、数显水浴锅部件、BLE表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件；BLE表面温度传感器部件包括三个表面温度传感器主体及探头以及放置温度传感器主体的传感器架；表面温度传感器主体与探头相连；探头设置磁吸装置；实验时将探头通过磁吸装置固定到物体的表面；实验球体及放置架部件包括两个直径大小不同的同种金属圆球以及放置金属圆球的放置架；实验圆饼及放置架部件包括一个与大金属球体积相同的同种金属的金属圆饼以及放置金属圆饼的放置架。本实用新型专利技术可有效保证采集数据的精确性，提高分析的准确性；结构设计简化，安装使用稳定可靠。安装使用稳定可靠。安装使用稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种伯格曼定律实验器


[0001]本技术涉及教学实验设备
，具体涉及一种伯格曼定律实验器。

技术介绍

[0002]伯格曼法则是由英国学者伯格曼(C. Bergmann)在1847年发现的。他发现在恒温动物中即使是同种动物生活在寒冷地方的个体其体积、体重一般较之生活在温暖地方的个体大；另外近缘的物种也可看到这样一种倾向，即生活在寒冷地方的物种体型大的居多。这是因为随着体积体重的增加，体表面积的比例则相对变小，从而有利于防止体热的散失，这是生活在寒冷地区的恒温动物为保持体温的适应。结论：体积的增加速度，明显高于表面积增加速度。伯格曼法则有着坚实的物理机制：物体愈大，散失热量的速度就越慢，例如一碗水比一桶水冷却的速度要快得多；同一种物质，在同等温度下，体积愈大，散热愈慢，在三维空间中，以球形表面积为最小，所以动物的身体愈接近于球形，散热面积也就愈小。
[0003]在教学过程中，通常采用举例进行阐述伯格曼定则，缺乏实验研究。探究伯格曼定律需要通过加热不同体积、不同形状的物体，达到一定温度，测量比较这些不同体积不同形状的物体在空气中温度下降的快慢；通过比较单位时间温度下降的数值，来比较不同体积不同形状的物体同等温度下的温度下降速率。因此在教学中涉及到“伯格曼定律实验器”不仅要求，能够比较不同体积不同形状的物体在同等温度条件下的温度下降速率；还需要研究相对体表面积（体表面积与体积的比）对散热的影响（伯格曼定律、艾伦法则）。采用控制变量法，分别研究体积相同、表面积不同和表面积相同、体积不同的两组物体的散热曲线（温度<br/>‑
时间曲线），作为对比研究。现有的技术中并没有这个实验装置，因此需要一种能够采集伯格曼定律的参数、数据的实验装置。

技术实现思路

[0004]1.所要解决的技术问题：
[0005]针对上述技术问题，本技术提供一种伯格曼定律实验器，由恒温水浴锅、金属球（大、小一对）、金属圆饼、表面温度传感器以及支架构成。可用于研究同体积不同表面积、同形状不同大小的物体的散热速率，用以反映伯格曼定律内容用于探究伯格曼定则。
[0006]2.技术方案：
[0007]一种伯格曼定律实验器，其特征在于：包括底座部件、数显水浴锅部件、BLE 表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件；其中数显水浴锅部件、BLE表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件均放置在底座部件表面。
[0008]所述数显水浴锅部件包括水浴锅以及水浴锅表面的显示屏；实验时，数显水浴锅部件与电源相连对水浴锅内的液体进行加热；显示屏显示水浴锅中液体的温度。
[0009]所述BLE表面温度传感器部件包括三个表面温度传感器主体、三个表面温度传感器探头以及放置温度传感器主体的传感器架；表面温度传感器主体与探头通过插孔相连；
所述探头设置磁吸装置 ；实验时将探头通过磁吸装置固定到实验圆球或者实验圆饼的表面。
[0010]所述实验球体及放置架部件包括两个直径大小不同的金属圆球以及放置金属圆球的放置架。
[0011]所述实验圆饼及放置架部件包括一个与大金属球体积相同表面积不同的金属圆饼以及放置金属圆饼的放置架。
[0012]所述实验球体与实验圆饼均为钢质材质。
[0013]进一步地，还包括控制电路；所述控制电路与数显水浴锅部件的加热电路相连。
[0014]进一步地，所述金属圆球与金属圆饼均系线。
[0015]进一步地，所述控制电路通过无线通讯与电脑或者移动设备相连；BLE表面温度传感器部件的数据采集电路通过无线通讯与电脑或者移动设备相连。
[0016]进一步地，所述无线通讯为蓝牙通讯。
[0017]3.有益效果：
[0018]（1）探究伯格曼定律，需要探究相同体积、不同表面积的物体的散热速率，因此需要实验器中的散热物体是同体积不同表面积的物体或者是相同表面积不同的体积，对散热物体升温到相同的温度，放置在同一个环境中，相隔相同的时间测量物体的温度从而计算出散热物体的散热速率；并且通多次测量总结归纳得出规律。本技术提供的大小不同的圆球、圆饼满足上述的要求。
[0019]（2）本技术提供的伯格曼实验器，采用三个不同的温度传感器固定在散热物体的表面，通过时间控制电路实现固定的时间间隔测量不同的散热物体的温度，同时实现了控制表面积相同体积不同的散热物体的温度变化、控制体积相同表面积不同的散热物体的温度变化。并将变化的温度发送至电脑或者移动设备，通过安装在电脑或者移动设备的软件计算出三个散热物体的散热速率曲线，通过显示设备显示出，可有效保证采集数据的精确性，提高分析的准确性；结构设计简化，安装使用稳定可靠。
附图说明
[0020]图1为本技术的整体结构图；
[0021]图2为本技术的底座部件的外视图；
[0022]图3为本技术中数显水浴锅的外视图；
[0023]图4为本技术中的三个表面温度传感器主体的外视图；
[0024]图5为本技术中的实验球体及放置架部件的外视图
[0025]图6为本技术中的实验圆饼及放置架部件的外视图；
[0026]图7为具体实施例中大球、圆饼温度下降曲线；
[0027]图8为具体实施例中大球、小球温度下降曲线。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本技术进行具体的说明。
[0029]如附图1至附图6所示，一种伯格曼定律实验器，其特征在于：包括底座部件2、数显水浴锅部件3、BLE表面温度传感器部件4、实验球体及放置架部件5、实验圆饼及放置架部件
6；其中数显水浴锅部件、BLE表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件均放置在底座部件表面。
[0030]所述数显水浴锅部件包括水浴锅以及水浴锅表面的显示屏；实验时，数显水浴锅部件与电源相连对水浴锅内的液体进行加热；显示屏显示水浴锅中液体的温度。
[0031]所述BLE表面温度传感器部件包括三个表面温度传感器主体、三个表面温度传感器探头以及放置温度传感器主体的传感器架；表面温度传感器主体与探头通过插孔相连；所述探头设置磁吸装置 ；实验时将探头通过磁吸装置固定到实验圆球或者实验圆饼的表面。
[0032]所述实验球体及放置架部件包括两个直径大小不同的金属圆球以及放置金属圆球的放置架。
[0033]所述实验圆饼及放置架部件包括一个与大金属球体积相同表面积不同的金属圆饼以及放置金属圆饼的放置架。
[0034]所述实验球体与实验圆饼均为钢质材质。
[0035]进一步地，还包括控制电路；所述控制电路与数显水浴锅部件的加热电路相连。
[0036]进一步地，所述金属圆球与金属圆饼均系线。
[0037]进一步地，所述控制电路通过无线通讯与电脑或者移动设备相连；BLE表面温度传感器部件的数据采集电路通过无线通讯与电脑或者移动设备相连。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伯格曼定律实验器，其特征在于：包括底座部件、数显水浴锅部件、BLE 表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件；其中数显水浴锅部件、BLE表面温度传感器部件、实验球体及放置架部件、实验圆饼及放置架部件均放置在底座部件表面；所述数显水浴锅部件包括水浴锅以及水浴锅表面的显示屏；实验时，数显水浴锅部件与电源相连对水浴锅内的液体进行加热；显示屏显示水浴锅中液体的温度；所述BLE表面温度传感器部件包括三个表面温度传感器主体、三个表面温度传感器探头以及放置温度传感器主体的传感器架；表面温度传感器主体与探头通过插孔相连；所述探头设置磁吸装置 ；实验时将探头通过磁吸装置固定到实验圆球或者实验圆饼的表面；所述实验球体及放置架部件包括两个直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：王知非，
申请(专利权)人：南京飞威教育科技有限公司，
类型：新型
国别省市：