[实用新型]一种定量分析气态方程的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种定量分析气态方程的实验装置，包括:箱体；其特征在于：所述箱体为底部密封而上部开口的圆柱箱体；所述箱体的内部设置有挡板、加热丝、气压传感器、温度传感器和位置传感器；所述挡板具有密封圈并与圆柱箱体紧密接触，挡板之上放置杠铃片；所述箱体外部安装有微处理器和显示屏；所述微处理器分别与气压传感器、温度传感器、位置传感器和显示屏电性连接；所述箱体侧边安装有气阀；本实用新型相比常规测量器材结构简单，成本低，适合学校实行分组实验；用气压传感器和温度传感器代替水银气压计测气压和水银温度计测气体温度，测量更安全，响应更快；用位置传感器代替米尺放置在箱体内部，测量高度更精确，更简便；用微处理器处理并计算传感器的电信号，并把气压、温度、体积数据呈现在显示屏上代替常规正视读数和人工计算，使得实验操作简洁明了；通过控制变量法，本实验装置不仅可以验证气态方程，还可以验证波意尔定律、查理定律、盖吕萨克定律，实现一器多用。

技术领域

本实用新型涉及实验装置领域，具体是一种定量分析气态方程的实验装置。

背景技术

在中学或大学的物理实验中，有验证气态方程的实验。实验目的是探究气体的温度、气压、体积三个状态参量之间的关系，指导学生利用气态方程解决相关问题。

常规的气态方程实验装置是采用水银气压计测气压、采用水银温度计测气体温度、采用米尺测容器的高度，而使用气压传感器、温度传感器、位置传感器实验的装置很少。常规的实验装置存在以下缺陷：1.结构复杂；2.成本高；3.水银有毒；4.温度测量响应慢；5.用米尺测量内部高度不方便；6.读取水银气压计、水银温度计和米尺的数据困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种定量分析气态方程的实验装置。

本实用新型是通过以下技术来实现的：

一种定量分析气态方程的实验装置，包括：箱体；其特征在于：所述箱体为底部密封而上部开口的圆柱箱体；所述箱体的内部设置有挡板、加热丝、气压传感器、温度传感器和位置传感器；所述挡板之上放置有杠铃片；所述箱体外部安装有微处理器和显示屏；所述微处理器与气压传感器、温度传感器、位置传感器和显示屏电性连接；所述箱体侧边安装有气阀。

进一步地，箱体采用透明亚克力材料。

进一步地，位置传感器采用超声波测距传感器。

进一步地，微处理器采用Arduino nano开发板。

本实用新型的使用方法是：给电热丝通电，加热箱体内的气体，进而改变气体的温度，挡板上方放置杠铃片，进而改变箱体内的气体压强，而箱体内部空气的体积会随着气压和温度的变化而变化；利用气压传感器、温度传感器、位置传感器分别将气体的气压、温度、高度信息转化为电信号，将电信号传送到微处理器中，使用微处理器计算出气压值、温度值、体积数据后，将数据通过显示屏上显示出来。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，成本低，适合学校实行分组实验；

2、传感器和微处理器使用5V到8v电压，测量安全，响应快，位置传感器放置在箱体内部方便测量高度，气压、温度、体积数据呈现在显示屏上方便读数。

3、通过控制变量法，本实验装置不仅可以验证气态方程，还可以验证波意尔定律、查理定律、盖吕萨克定律，实现一器多用。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的结构示意图。

附图标记含义：1、箱体；2、挡板；3、杠铃片；4、电热丝；5、温度传感器；6、气压传感器；7、位置传感器；8、气阀；9、微处理器；10、显示屏。

具体实施方式