[实用新型]一款热功当量实验仪

说明书

本实用新型公开了一款热功当量实验仪，包括测试电源、保温桶总装以及安装在保温桶总装上且与测试电源通过线路连接的加热机构；其特征在于所述加热机构包含安装在保温桶上的大盖、安装在大盖上的转动盖以及安装在转动盖底部的加热芯，所述加热芯内设有加热腔，所述加热腔内安装有与测试电源通过线路连接的加热管。该实用新型通过加热机构的设置，将加热管设置在加热腔内，通过加热芯进行阻隔，避免加热管与水直接接触，从而提高加热管使用寿命以及提高安全性；通过在加热芯上设置散热片，通过转动转动盖即可带动加热芯以及散热片进行搅动，使铜杯内的水温均匀，降低测试误差。

技术领域

本实用新型涉及物理实验装置领域，具体是指一款热功当量实验仪。

背景技术

热量和功这两个物理量，实质上是以不同形式传递的能量，它们具有相同的单位，即能量的单位焦耳(J)。然而，在没有认识热的本质以前，历史上曾经对热量的计量另有规定。热量的单位用卡路里，简称卡，一克纯水在1大气压下温度升高1℃所吸收的热量为1卡。物理学家焦耳认为热量和功之间应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳之间有一定的数量关系；于是，焦耳利用电热量热法和机械量热法进行了大量实验，最终精确地求得了功和热量相互转换的数值关系——热功当量。如果用W表示电功或机械功，用Q表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成W＝JQ，J即为热功当量。

现目前，在物理教学中，为了使学生进一步了解和认识热的本质，采用电热法测定热功当量已成为普通物理学的基本热学重要实验之一，无论在中学或理工科高校，此实验都是教学中不可缺少的；现有的仪器设备包括温度计、量热器外筒、量热器内筒、环形垫圈、量热器上盖板、电极、加热丝、手动搅拌器，其实验过程大致为：首先，用天平称量电极(包括量热器内的螺母和加热丝)、量热器内筒、量热器内筒中装的液体和手动搅拌器的质量；在量热器内筒装入液体后通过环形垫圈悬空固定到量热器外筒内；再把附有加热丝的电极通过螺母固定到量热器上盖板，通过量热器上盖板的孔插入手动搅拌器和温度计到适当位置后，将量热器上盖板装入量热器外筒；通过温度计记录液体的初温；然后，给加热丝通电的同时，记录通电时间、电流的数值和电压的数值；并用手不停搅动搅拌器的同时，记录上升的温度和对应的时间(一般间隔30秒记录一次)；待温度上升到一定值后，断电，用手不停搅动搅拌器的同时，让液体冷却，并记录下降的温度和对应的时间(一般间隔2分钟记录一次)，液体冷却不低于12分钟后，实验结束；但是通过电热丝导电进行加热，电热丝直接置于水中容易造成电极老化、生锈、并且电极与水导电存在一定的安全隐患，容易产生漏电，并且电加热丝散热面积小，加热丝附件局部温度过高，而量热器中水温不均匀，从而导致测试误差大。为此，提出一款热功当量实验仪。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决传统的电热丝直接置于水中容易造成电极老化、生锈且具有一定的安全隐患以及电热丝散热面积小，量热器内水温不均匀而测试误差大的问题而提出一款热功当量实验仪。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案一款热功当量实验仪，包括测试电源、保温桶总装以及安装在保温桶总装上且与测试电源通过线路连接的加热机构；其特征在于所述加热机构包含安装在保温桶上的大盖、安装在大盖上的转动盖以及安装在转动盖底部的加热芯，所述加热芯内设有加热腔，所述加热腔内安装有与测试电源通过线路连接的加热管。

进一步优选的，所述保温桶总装包含底座、安装在底座上的保温桶、安装在保温桶内的支撑板以及活动安装在支撑板上的铜杯。

进一步优选的，所述铜杯上设有挂耳，所述铜杯通过挂耳挂在支撑板上。

进一步优选的，所述保温桶侧壁和底部均安装有保温棉，所述支撑板安装在保温桶侧壁的保温棉上。

进一步优选的，所述转动盖顶部还设有与加热管连接的插座。

进一步优选的，所述加热芯上还设有若干散热片，所述加热腔与加热管之间填充有导热硅脂。