一种关于气压对沸点影响的教学实验装置.pdf

本发明公开了一种关于气压对沸点影响的教学实验装置，包括密闭室，密闭室内放置有水容器，以及用于加热水容器的加热器；密闭室外设置有依次相连的空压机、气压控制器和真空泵，且空压机、气压控制器和真空泵还分别与密闭室相连；密闭室外还设置有CCD摄像头和CCD显示器，CCD摄像头固定于密闭室外，采集水容器中水的沸点变化图像，且CCD摄像头与CCD显示器相连。本发明的教学实验装置，不仅能够清楚明白的表达出气压对沸点的影响，同时安全系数更高。

权利要求书
1.  一种关于气压对沸点影响的教学实验装置，其特征在于，包括密闭室 (15)，
密闭室(15)内放置有水容器(3)，以及用于加热水容器(3)的加热器(4)；
密闭室(15)外设置有依次相连的空压机(11)、气压控制器(10)和真空 泵(7)，且空压机(11)、气压控制器(10)和真空泵(7)还分别与密闭室(15) 相连；
密闭室(15)外还设置有CCD摄像头(1)和CCD显示器(2)，CCD摄 像头(1)固定于密闭室(15)外，采集水容器(3)中水的沸点变化图像，且 CCD摄像头(1)与CCD显示器(2)相连。

2.  根据权利要求1所述的教学实验装置，其特征在于，所述的密闭室(15) 采用圆柱状玻璃管，并在上下两端分别通过上盖板(16)和下盖板(13)密封 而成；上盖板(16)和下盖板(13)之间通过密封螺杆(14)连接固定，同时 在密闭室(15)与上盖板(16)、密闭室(15)与下盖板(13)之间设置有密 封部件(5)。

3.  根据权利要求1或2所述的教学实验装置，其特征在于，还包括插入密 闭室(15)内的气压表(17)。

4.  根据权利要求1或2所述的教学实验装置，其特征在于，所述的密闭室 (15)外还设置有与密闭室(15)相连的安全阀(8)。

5.  根据权利要求1或2所述的教学实验装置，其特征在于，所述的空压机 (11)和密闭室(15)的连接管路上还设置有阀门一(12)，真空泵(7)和密 闭室(15)的连接管路上还设置有阀门二(6)。

6.  根据权利要求1或2所述的教学实验装置，其特征在于，所述的密闭室 (15)外还设置有温度控制显示器(9)，温度控制显示器(9)与密闭室(15) 内的加热器(4)相连。

说明书一种关于气压对沸点影响的教学实验装置
技术领域
本发明属于中小学物理/自然科学教学中的演示实验装置，具体涉及一种关 于气压对沸点影响的教学实验装置。
背景技术
总所周知，气压对沸点具有很大的影响，气压高的地方，对应的沸点较低； 气压低的地方，对应的沸点较高。在中小学物理或者自然科学的教学中，为了 让学生们更容易明白气压对沸点的影响，通常采用这样一种教学实验装置：采 用平底烧瓶装水，下方通过酒精灯加热，观察其在常压状态下沸腾所需要的时 间。为了观察在低压或者高压状态下水的沸腾情况，于是在平底烧瓶的口部连 接注射器，并实现密封，通过注射器向瓶中注射气体或者抽出气体，从而营造 高压或者低压环境，再观察水在高压或者低压状态下沸腾所需要的时间。
但是，此种教学实验设备，通过注射器来控制平底烧瓶中的气压，不仅气 压控制不精确，实验效果不明显，而且还存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有的教学实验装置中存在的问题，提供一种关 于气压对沸点影响的教学实验装置，气压控制精确，实验效果明显，更容易理 解，并且安全性更好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种关于气压对沸点影响的教学实验装置，包括密闭室，
密闭室内放置有水容器，以及用于加热水容器的加热器；
密闭室外设置有依次相连的空压机、气压控制器和真空泵，且空压机、气 压控制器和真空泵还分别与密闭室相连；
密闭室外还设置有CCD摄像头和CCD显示器，CCD摄像头固定于密闭室 外，采集水容器中水的沸点变化图像，且CCD摄像头与CCD显示器相连。
优选地，所述的密闭室采用圆柱状玻璃管，并在上下两端分别通过上盖板 和下盖板密封而成；上盖板和下盖板之间通过密封螺杆连接固定，同时在密闭 室与上盖板、密闭室与下盖板之间设置有密封部件。
优选地，还包括插入密闭室内的气压表。
优选地，所述的密闭室外还设置有与密闭室相连的安全阀。
优选地，所述的空压机和密闭室的连接管路上还设置有阀门一，真空泵和 密闭室的连接管路上还设置有阀门二。
优选地，所述的密闭室外还设置有温度控制显示器，温度控制显示器与密 闭室内的加热器相连。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的一种关于气压对沸点影响的教学实验装置，通过气压控制器分别 控制空压机和真空机来实现密闭室内的气压，控制更加精确，确保实验效果明 显，更容易理解；同时设置有CCD摄像头及CCD显示器，记录实验数据，以 便后续的进一步分析，总结；并且还设置有泄压阀，保证实验装置的安全性。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图中标记：1-CCD摄像头，2-CCD显示器，3-水容器，4-加热器，5-密封 部件，6-阀门二，7-真空泵，8-安全阀，9-温度控制显示器，10-气压控制器， 11-空压机，12-阀门一，13-下盖板，14-密封螺杆，15-密闭室，16-上盖板，17- 气压表。
具体实施方式
参照图1，本发明的一种关于气压对沸点影响的教学实验装置，包括密闭室 15，密闭室15内放置有水容器3，以及用于加热水容器3的加热器4，通过加 热器4加热水容器3中的水，直至沸腾。
密闭室15外设置有依次相连的空压机11、气压控制器10和真空泵7，且 空压机11、气压控制器10和真空泵7还分别与密闭室15相连，空压机11和 密闭室15的连接管路上还设置有阀门一12，真空泵7和密闭室15的连接管路 上还设置有阀门二6。通过气压控制器10检测密闭室15内的气压，并根据需 要，分别控制空压机11和真空泵7，以提供高压和低压环境。在空压机11工 作的情况下，可打开阀门一12，关闭阀门二6；当真空机工作的情况下，可关 闭阀门一12，打开阀门二6，保证气压精确控制，互不干涉。
密闭室15外还设置有CCD摄像头1CCD显示器2，CCD摄像头1固定于 密闭室15外，采集水容器3中水的沸点变化图像，且CCD摄像头1与CCD 显示器2相连。通过CCD摄像头1采集水容器3中的水的变化情况，并通过 CCD显示器2转换成图像呈现出来。
密闭室15采用圆柱状玻璃管，并在上下两端分别通过上盖板16和下盖板 13密封而成；上盖板16和下盖板13之间通过密封螺杆14连接固定，同时在 密闭室15与上盖板16、密闭室15与下盖板13之间设置有密封部件5。
本发明的教学实验装置还包括插入密闭室15内的气压表17。通过气压表 17可实时观测密闭室15内的气压，防止气压过高或过低，而出现的安全隐患。
密闭室15外还设置有与密闭室15相连的安全阀8，当密闭室15内的气压 过高或者过低时，可通过安全阀8泄压，保证室内的气压在安全阀8值内。
密闭室15外还设置有温度控制显示器9，温度控制显示器9与密闭室15 内的加热器4相连。通过温度控制显示器9可实时监测并控制加热器4的温度， 以达到合适的加热温度。
实验过程：关闭阀门一12和阀门二6，使得密闭室15为常压状态；然后 分别通过温度控制显示器9控制加热器4在多种温度状态下加热水容器3中的 水，并通过CCD摄像头1、CCD显示器2记录水在不同温度状态下沸腾所需 的时间，及其图像信息。
打开阀门一12，关闭阀门二6，通过气压控制器10控制空压机11工作， 向密闭室15内加气，使得密闭室15内呈高压状态；然后分别通过温度控制显 示器9控制加热器4在多种温度状态下加热水容器3中的水，并通过CCD摄像 头1、CCD显示器2记录水在不同温度状态下沸腾所需的时间，及其图像信息。
关闭阀门一12，打开阀门二6，通过气压控制器10控制真空泵7工作，向 密闭室15内抽气，使得密闭室15内呈负压(即低压)状态；然后分别通过温 度控制显示器9控制加热器4在多种温度状态下加热水容器3中的水，并通过 CCD摄像头1、CCD显示器2记录水在不同温度状态下沸腾所需的时间，及其 图像信息。
通过上述实验过程，可清楚的观察到不同气压，水达到沸点所需的时间也 不同，从而更容易明白气压对水的沸点的影响。