教学用快速制冷机,本文主要内容关键词为:制冷机论文,快速论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、教具装置图(见图1)
二、仪器特点及用途
①可以快速制冷,创造了物理学热学实验所需要的低温环境。
②管路中有两段透明塑料管,透过塑料管可以看见制冷机工作过程中管路内部的氟利昂的物态变化。
③各个部件全裸露,演示现象直观。
④结构紧凑,小巧玲珑,可以搬进课堂,此装置的作用是冰箱所不能代替的。
⑤压缩机中充入环保型氟利昂,无污染。
可进行多个物理实验的快捷演示。例如:
①演示(苏科版)8年级物理教材中的物态变化实验。
②配合附件演示(苏科版)8年级物理教材中《冰的熔化实验》,能有效减小误差、保护温度计不被冻坏,能缩短实验时间。
③演示水凝固过程中体积变大实验。
④演示冰箱、空调的工作原理及过程。
⑤演示做功可以改变物体内能、可以使气体液化;物态变化中伴随吸热或放热。
三、制作材料
压缩机、铜管或铝管、干燥过滤器、毛细管、支架(高70cm宽20cm)、底座(长50cm宽34cm),长度约1m的透明塑料管2根、散热风扇、风扇挡板、数码温度计。
四、制作方法
①用铜管或铝管分别绕制螺线管状的“冷凝器”、“蒸发器”;冷凝器管长约8m;蒸发器管长约5m;然后将“蒸发器”、“冷凝器”、干燥过滤器、毛细管(长度约1.2m)、压缩机、2根透明塑料管连接,焊接起来。
②把冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、毛细管、压缩机、支架,散热风扇、风扇挡板、数码温度计安装在支架和底座上。
③从压缩机工艺端充入环保型氟利昂。
五、使用方法
1.演示物态变化实验
如下页图2,制冷机通电10s,可见蒸发器起始端有水蒸气液化的水珠、20s后可见蒸发器起始端出现水蒸气凝华形成的霜,70s后整个蒸发器结霜变白;停电后霜熔化有水珠出现,用电吹风对蒸发器吹风,稍后水珠蒸发消失;若在水珠消失前再次给制冷机通电,“蒸发器”的水珠就会凝固结冰。以上现象直观地说明了各种物态变化过程。且可以快速演示。
2.演示冰的熔化实验(见图3)
将(苏科版)八年级物理上册教材第41页图2-28中的试管中加入适量的金属小颗粒、金属丝(从清洁球上取适量的金属丝放入试管中、保证试管内水凝固过程快速吸热;冰熔化过程快速放热,保护温度计不会被冻坏),再加入少许冷水,用单孔橡胶塞塞紧试管。将温度计通过橡胶塞上的孔沿试管中央轴线方向插入水中,保证温度计玻璃泡与水充分接触,然后将试管及温度计整体放入“保温桶”中的酒精或食盐水中,用制冷机给保温桶内的酒精或食盐水制冷。5min后取出试管、试管中水结冰,将试管暴露在空气中,通过空气加热,可以探究试管内冰的熔化规律。发现冰在熔化过程中温度保持熔点不变。
以上做法特点:①将试管及温度计全部放入“保温桶”,可以保证试管内水快速结冰;②金属颗粒和金属丝是热的良导体、保护温度计在冷冻过程不会被冻坏;在冰熔化过程金属颗粒和金属丝能减小内层与外层冰的温度梯度,温度计读数保持0℃;③保温桶内一次可冷冻多只试管;可以保证多组实验同时进行。
3.演示水在凝固过程中体积变大(见图4)
将装药水的小玻璃瓶洗净,然后用注射器向小玻璃瓶中加满水,将小玻璃瓶放入酒精中,通过制冷机降温,直至小玻璃瓶内水全部结冰、将小玻璃瓶涨碎。说明水在凝固过程中体积变大。
4.演示冰箱、空调的工作原理及过程
该制冷机的基本组成部分能够很直观地说明冰箱和空调的“蒸发器”、“冷凝器”、“毛细管”、“干燥过滤器”、“压缩机”的作用。透过塑料管可以直观观察到制冷机在工作过程及停止工作时制冷机管路中的“氟利昂”的物态变化。帮助学生理解冰箱、空调的工作过程及工作原理;观察充入管路中“氟利昂”的剂量多少对冰箱、空调工作效果的影响,可以帮助学生检修冰箱和空调。
5.演示做功能改变物体内能,可以使气体液化,物态变化中伴随吸热或放热
制冷机工作过程中,用手触摸制冷机的不同部位,感觉温差变化很大。说明存在能量转化和吸放热现象。