專利名稱：密封式托里拆利實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種物理實驗裝置，尤其涉及一種密封式托里拆利實驗裝置。
背景技術(shù)：
托里拆利實驗是歷史上著名的用來測定大氣壓強的實驗，這是一個非常精彩的科學(xué)實驗。但是作為學(xué)生實驗卻存在很多問題，傳統(tǒng)的實驗方法，水銀灌注時難免撒落造成污染，許多改進的實驗裝置雖不用灌注水銀，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響物理概念的理解，裝置不可靠，使用時仍有水銀撒落、蒸發(fā)污染環(huán)境，操作難度大、測量精度低、攜帶不方便等。水銀蒸發(fā)、撒落污染環(huán)境問題在國內(nèi)外也都一直沒有得到很好地解決，因此，至今這一實驗很難在課堂進行演示教學(xué)，一般只能在黑板上講一講，但學(xué)生無法相信大氣壓會使水銀柱保持在豎起的玻璃管中，也看不出是大氣壓強作用的結(jié)果，對教學(xué)效果帶來極大的影響。本實用新型設(shè)計的密封式托里拆利實驗裝置可以很好地解決這一問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種無污染的密封式托里拆利實驗裝置，以便于在課堂進行演示托里拆利實驗。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:密封式托里拆利實驗裝置，包括:水銀瓶1、膠蓋2、玻璃管4、托里拆利管7。玻璃管4的中部為三通管，在三通管外端設(shè)有玻璃閥門3 ;玻璃管4的一端通過膠蓋2伸入水銀瓶I內(nèi)，另一端為圓弧形，通過膠管5與托里拆利管7相連接；托里拆利管7下端通過膠蓋2插入水銀瓶I內(nèi)。所述的膠管5上設(shè)有膠管夾6，水銀瓶I內(nèi)充有水銀。當(dāng)玻璃閥門3處于關(guān)閉位置時，玻璃管4與托里拆利管7、膠管5、水銀瓶I內(nèi)部構(gòu)成密閉空腔。所述的水銀瓶內(nèi)水銀液面高于托里拆利管7下端4_6mm，玻璃管4下端高于水銀面6-8mm。本實用新型實施例還提供了密封式托里拆利實驗裝置的實驗演示方法，包括:采用上述的實驗裝置；水銀瓶I內(nèi)充有約2/3的水銀，打開膠管夾6及玻璃閥門3，使水銀液面和大氣相連通，將所述裝置順時針緩慢旋轉(zhuǎn)約90度至圖2所示位置，水銀緩慢注入托里拆利管7，當(dāng)水銀通過托里拆利管7、膠管5到達(dá)玻璃管4的圓弧形管內(nèi)時，用膠管夾6夾住膠管5，將裝置恢復(fù)豎直，托里拆利管內(nèi)水銀柱開始下降，托里拆利管7上端出現(xiàn)托里拆利真空。水銀柱下降一定高度后保持在一定位置上，水銀瓶I內(nèi)水銀面和托里拆利管7上部水銀面的高度差不隨玻璃管的傾斜而變化，該段水銀柱產(chǎn)生的壓強就等于當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿鈮褐?。由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的密封式托里拆利實驗裝置，解決了托里拆利實驗不能在課堂進行演示教學(xué)以及實驗中存在的困難。實驗儀器整體性好，簡單精巧，安全可靠，演示過程簡潔、明了、直觀，測量準(zhǔn)確，操作方便。封閉式的托里拆利實驗裝置，不用灌注水銀，只在實驗的短暫時間內(nèi)打開玻璃閥門3，平時總是處于封閉狀態(tài)，所以不會造成任何污染。已經(jīng)制作好的實驗裝置，不用操作人員有任何接觸水銀，即可輕松完成實驗，平時放入柜中，使用方便、快捷，使托里拆利實驗可以真正進入課堂教學(xué)。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本實用新型實施例提供的密封式托里拆利實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的密封式托里拆利實驗裝置的實驗原理演示圖。
具體實施方式
下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步地詳細(xì)描述。如圖1所示，密封式托里拆利實驗裝置，包括:水銀瓶1、玻璃管4與托里拆利管7，玻璃管4的中部為三通管，在三通管外端設(shè)有玻璃閥門3 ;玻璃管4的一端通過膠蓋2伸入水銀瓶I內(nèi)，另一端為圓弧形，通過膠管5與托里拆利管7相連接；托里拆利管7下端通過膠蓋2插入水銀瓶I內(nèi)。所述的膠管5上設(shè)有膠管夾6。所述的玻璃管4內(nèi)徑為3mm，管壁厚大于2mm。所述的托里拆利管7長度為90厘米，內(nèi)徑為1-1.5mm,管壁厚大于3mm。所述的水銀瓶I直徑為60mm,高80mm,壁厚大于3mm。當(dāng)玻璃閥門3處于關(guān)閉位置時，玻璃管4與托里拆利管7、膠管5、水銀瓶I內(nèi)部構(gòu)成密閉空腔。水銀瓶I內(nèi)充有水銀，水銀液面高于托里拆利管7下端4-6_，玻璃管4下端高于水銀面6_8mm。工作原理本實驗裝置制作時，水銀瓶I內(nèi)注入一定量的水銀如圖1，水銀約在水銀瓶I高度的2/3，滿足使用要求即可。打開膠管夾6及玻璃閥門3，使水銀液面和大氣相連通，將所述裝置按圖1所示位置順時針緩慢旋轉(zhuǎn)約90度至圖2所示位置，水銀緩慢注入托里拆利管7，為使托里拆利管7、膠管5中的空氣排出；可輕輕振動裝置協(xié)助空氣排出，水銀注入托里拆利管7、通過膠管5到達(dá)玻璃管4的圓弧形管內(nèi)，此時水銀瓶I中水銀液面仍高于托里拆利管7下端面而低于玻璃管4下端面，因托里拆利管7內(nèi)徑僅約1.5_，少量水銀即可灌滿。[0028]其次，用膠管夾6夾住膠管5，將裝置恢復(fù)豎直，玻璃管4的圓弧形管內(nèi)多余的極少量水銀通過玻璃管4落回水銀瓶I內(nèi)，此時托里拆利管7內(nèi)水銀柱開始下降，托里拆利管7上端出現(xiàn)托里拆利真空。水銀柱下降一定高度后保持在一定位置上，水銀瓶I內(nèi)水銀面和托里拆利管7上部水銀面的高度差不隨玻璃管的傾斜而變化，該段水銀柱產(chǎn)生的壓強就等于當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿鈮褐?。測量大氣壓強支撐的水銀柱高度，可通過米尺測量。實驗結(jié)束后，打開膠管夾6，則水銀落回水銀瓶I中。關(guān)閉玻璃閥門3，水銀即處于封閉狀態(tài)，可長期保存，隨時使用，不會污染環(huán)境。或者掛在墻壁，用于監(jiān)測當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?。本實驗裝置，具有不撒落水銀，可演示水銀灌裝、測水銀柱高度及實驗結(jié)束后水銀流回瓶內(nèi)等全過程，物理意義清晰明確，可完整再現(xiàn)歷史上托里拆利實驗的真實效果，并可用作大氣壓測量儀測量當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?，長期使用。用此裝置測量大氣壓值，精度遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)實驗方法，可達(dá)99%以上，滿足教學(xué)實驗及科學(xué)實驗的一般測量要求。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.密封式托里拆利實驗裝置，其特征在于，包括水銀瓶、膠蓋、玻璃管、托里拆利管；在玻璃管中部的三通管外端設(shè)有玻璃閥門，玻璃管一端通過膠蓋伸入水銀瓶內(nèi)，另一端為圓弧形，通過膠管與托里拆利管相連接，托里拆利管下端通過膠蓋插入水銀瓶內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封式托里拆利實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置制作時在水銀瓶內(nèi)充入2/3的水銀，水銀液面高于托里拆利管下端面而低于玻璃管下端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封式托里拆利實驗裝置，其特征在于，所述的膠管上設(shè)有膠管夾。·
專利摘要本實用新型公開了一種密封式托里拆利實驗裝置，包括水銀瓶、膠蓋、玻璃管、托里拆利管。在玻璃管中部的三通管外端設(shè)有玻璃閥門；玻璃管一端通過膠蓋伸入水銀瓶內(nèi)，另一端為圓弧形，通過膠管與托里拆利管相連接；托里拆利管下端通過膠蓋插入水銀瓶內(nèi)，本裝置制作時在水銀瓶內(nèi)充入2/3的水銀。打開膠管夾及玻璃閥門，將所述裝置順時針緩慢旋轉(zhuǎn)約90度，水銀注入托里拆利管后用膠管夾夾住膠管，將裝置恢復(fù)豎直，水銀柱下降一定高度后保持在一定位置上，兩水銀面的高度差不隨玻璃管的傾斜而變化，該段水銀柱產(chǎn)生的壓強就等于當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿鈮褐?。實驗簡潔、直觀，測量精確，安全可靠。
文檔編號G09B23/12GK203165298SQ20132013828
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者張起祥, 張曉英 申請人:湖州師范學(xué)院