Учебный прибор для демонстрации теплопроводности и теплоемкости различных
Патент 368638
Авторы
Классы МПК
Учебный прибор для демонстрации теплопроводности и теплоемкости различных
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
3 ая влеио ЗОХ 1.1970 (№ 1457672/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описания 5.IV.(973.Ч. (хл. G 09b 1,,00
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 371.6.058.8(088.8) Авторы из ОО р ете I I l i 51
Л. К. Дереза и Б. С. Тульчинский
Заявитель
УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОЕМ1хОСТИ РАЗЛИЧНЪ|Х
МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к дсмонстрацион"" -" приоорах
Известны устройства для демонстрации различной теплопроводности металлов, состоящие из нескольких стержней, одни концы которых обьедпнены и нагреваются, а противопо Ioæíûå весрообразно расходятся в стороны. Стержни изготовлены пз различных металлов, и а концах их закреплены небольшие Iпapики из леГкоплавкОГО ъla repиала, нa— пример пластилина. Так как теплопроводпость стержней различна, то количество тепла, подводимое к шарикам в единицу времени, различно, и следовательно, тем быстрее расплавится и упадет шарик, чем большей теплопроводностью обладает стержень.
Известны также устройства для демонстрации различной теплоемкости твердых тел.
Так, например, прибор Тиндаля состоит из
îд1шаковых по весу цилиндров, изготовленных из различных металлов, которые нагреваются в кшгящей воде до !00 С и затем устанавливаются на плиту из легкоплавкого»атсриала, например пластилина. IIo глубине погружения судят о теплоемкости — чем больше теплоемкость, тем на большую глубину погружается цилиндр. Общим недостатком этих устройств является необходимость предварительной подготовки их для проведения опыта, т. е. устройства не возврап!акттс5! самопроизвольно в исходное состояние.
Предлагаемое устройство позволя T свести врем51 !loki oTokII II прибора и ра5 боте и одновременно продемонстрировать как теплоемкость, так и теплопроводнос! ь различных материалов благодаря тому, что» пем использовано свойство некоторых твердых тел изменять свою оптическую плотность ири из10 м(. .Iickl»II a l реГaTIIQI О состоя» и5!.
На чертеже показано прсдложeIIIIo«устройство, содержащее плоский корпус 1, изготовлснньш из прозрачного материала, например оргстекла, и разделенный на замкнутые ячей15 ки перегородками 2. Ячейки заполнены твердым парафином 5 . По центру каждой ячейки вертикально расположены стерж11и 4, изгото»ленные из материалов с различной теплоемкостью и теплопроводностью, например из
20 алюмиlèa, стали и свинца. Стсрхкни закреплены в крышке 5 и оканчиваются приемными воронками 6. B верхней части корпуса имеется массивный медный стержень 7, наружная поверхность которого покрыта слоем 8 термо25 изоляции. По длине стержня выполнены глухие отверстия 9, ось которых перпендикулярна его продольной оси. В отверстиях располоiI
30 HI!%Kc Ilb снабжен э,!е :.тро368638
Составители Е. Громов
Техрсд T. Ускова
Редактор Т. Орловская
Корректоры: Е. Талалаева и Е, Денисова
1аи
Ц11И11П11 Комитета ио делам изобретений и открытий ири Совете Министров СССР
Москва,,>К-35, Раугиская паб,, д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 нагревателем 11 и рукояткой 12 для поворота вокруг продольной оси.
Работает устройство следующим образом.
После включшгня тока стер>кснь 7, il вместе с I I I I A I I l l ll a p I I K l l 1 О н Я Г р С В Я !От с 51 . Т а и К Я 1< Тс Мпсратура стержня Ilo длине практически постоянна tl ogttaat«11<.II в направлении сверху вниз в основном определяется теплопроводностью металлов, из которых изготовлены cTep>!
Ilp0rIopIlII01la3Iсн тсплосмKocTII ме!тсplla. Ia и!ариков. Благодаря тому, что корпус имсст малую толщину, переход парафина из твердого в жидкое состояние, сопровождающийся резким изменением прозрачности, хорошо няблюдастс11. 11 plt ЭТОЪ1 в Не! 111, 1С ÎllhITH itCIVIOHCTp ttрустся различная тсилопроводность, а в конце опыта (посс!с остывгишя шариков) — тсплосмкость того или иного металла. Благодаря низкой теплопроводности материала корпуса, фазовый переход парафина из твердого в жидкое состояние в каждой ячейке происходит лишь за счет теплоты, передаваемой стержню шариком. При этом для того, чтобы площадь
TCP ilI IIЧССК0Г0 КОНТЯ КТЯ МС>КДУ ШЯРИ КОМ И ПРИсмной воронкой была одинакова для шариков из различных материалов при сохранении одинакового их веса, шарики из более тяжелых металлов выполнены полыми.
После затвердения парафина поворотом
10 корпуса 1» стержня 7 шарики вновь устанавливают в первоначальное положение, и прибор готов к опыту.
Предмет изобретения
Учебный прибор для демонстрации теплопроводности и теплоемкости различных матер алов, содержащий электронагреватель и стер>кни из этих материалов, отличающийся
20 тем, что, с целью улучшения наглядности демонстрации, прибор снабжен корпусом из светопрозрачного материала, разделенным вертикальными перегородками на ячейки, заполнснныс легкоилаи<им материалом, изменяю25 щим оптическую плотность при плавлении, например парафином, в каждой ячейке вертикально установлен стержень, оканчивающийся воронкой, иад ячейками в стенках корпуса Ioризонтально укреплен массивный нагревае30 мый стер>кень с возможностью враи!ения вокруг собственной оси, в радиальных углублениях которого, расположенных над воронками, оазмещены шарики,