[实用新型]用于演示水的对流现象的教学仪

说明书

本实用新型公开了一种实验现象明显且实验效果较好的用于演示水的对流现象的教学仪。该用于演示水的对流现象的教学仪，包括底座、支架、第一对流管、第二对流管、第三对流管、第四对流管，第一对流管、第二对流管、第三对流管、第四对流管依次首尾密封连接组成一个封闭的环形对流管，环形对流管内装满有常温的液体，环形对流管内还设置有多个球体，所述第二对流管上设置有用于冷却第二对流管内液体的冷却装置，所述第四对流管上设置有用于加热第四对流管内液体的加热装置，该用于演示水的对流现象的教学仪在使用时，学生可以非常直观的观察到球体的运动情况，实验现象非常明显，实验效果较好。适合在教学设备领域推广应用。

技术领域

本实用新型涉及教学设备领域，尤其是一种用于演示水的对流现象的教学仪。

背景技术

物质间的热量传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。对流指的是流体内部由于各部分温度不同而造成的相对流动，即流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，最终使温度趋于均匀。因流体的热导率很小，通过热传导传递的热量很少，对流是流体的主要传热方式。小学科学和初中物理课程在讲授水的对流现象时，都是通过实验，让学生观察到水中放入的标识物质(如高锰酸钾、墨水)随着水的对流而产生流动来认识对流现象的。如图1所示，在环形玻璃管中装入清水,酒精灯在右下角加热，然后用钢笔在管口放入少量高锰酸钾或滴入一滴蓝墨水，可立即看到这滴墨水变成一缕缕线状物向C端流动，沿竖直管CD下沉，再沿水平管DA流向加热角，如此循环起来作对流运动。现有的这种实验演示方法有两个明显不足：1、当墨水在管中循环时，很快扩散，把水染成蓝色，循环一周后，整个水的颜色都变成蓝色，难以再看到蓝色的一缕缕线状物流动，实验现象就不明显了；2、实验装置复杂，操作不方便，滴入墨水的量不好控制，少了现象不明显，多了很快就把水染成蓝色，再者用酒精灯加热，酒精灯的焰火飘忽不定，会引起学生的无意注意，干扰学生对管内实验现象的观察，实验效果不好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验现象明显且实验效果较好的用于演示水的对流现象的教学仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于演示水的对流现象的教学仪，包括底座、支架、第一对流管、第二对流管、第三对流管、第四对流管，所述支架固定在底座上，所述第一对流管、第三对流管水平设置且分别固定在支架上，所述第二对流管、第四对流管竖直设置，所述第一对流管、第二对流管、第三对流管、第四对流管依次首尾密封连接组成一个封闭的环形对流管，所述环形对流管内装满有常温的液体，所述环形对流管内还设置有多个球体，多个球体的直径相同且球体的直径小于第一对流管的内径、小于第二对流管的内径、小于第三对流管的内径、小于第四对流管的内径，球体的密度与环形对流管内盛装的液体密度相同，所述环形对流管的顶部设置有注液孔，所述注液孔处连接有注液管，所述第二对流管上设置有用于冷却第二对流管内液体的冷却装置，所述第四对流管上设置有用于加热第四对流管内液体的加热装置，所述第一对流管、第二对流管、第三对流管、第四对流管均采用透明材质制作而成。

进一步的，所述冷却装置包括固定在第二对流管上的冷水浴槽，所述冷水浴槽内盛装有冰水，所述冰水内放置有冰块，所述第二对流管穿过冷水浴槽。

进一步的，所述加热装置包括固定在第四对流管上的热水浴槽，所述热水浴槽内盛装有80-90℃的热水，所述第四对流管穿过热水浴槽。

进一步的，所述热水浴槽上设置有用于加热热水浴槽内热水的电阻丝加热器。

进一步的，所述环形对流管内盛装的液体为自来水。

进一步的，所述球体采用密度为1.03g/cm³的ABS塑料球制作而成。