專利名稱：輕質(zhì)物體懸浮演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輕質(zhì)物體懸浮演示裝置。
背景技術(shù)：
液體和氣體對浸在其中的物體有豎直向上的托力，物理學(xué)中把這個(gè)托力叫做浮 力。浮力的方向豎直向上。浸入液體的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于被物體排開的液體受到的 重力的大小。這就是阿基米德原理，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式是F浮=G排=P液V排g。阿基米 德原理也適用于氣體，F(xiàn)浮=P氣V排g，而且浸在大氣里的物體，V排=V物。以往，在說 明浮力的原理時(shí)，人們往往離不開“船飄在水面上”、“水能載舟”之類的思維。其實(shí)，氣體的浮力也總是無處不在。如同液體，密度小的氣體會(huì)懸浮在上面，密度 大的氣體沉到下面，上下不同密度的氣體具有不同的浮力，當(dāng)浮力大于物體的重力的時(shí)候， 就會(huì)將物體懸浮起來。同時(shí)，相同的氣體在不同溫度之下，密度也是千差萬別。不過，相當(dāng) 于液體的有形有質(zhì)來說，氣體的存在往往不易察覺，在視覺上易被人們忽略。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提供一種輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，通過該演示裝置，表 現(xiàn)利用氣體的浮力實(shí)現(xiàn)“懸浮”的現(xiàn)象，結(jié)合觀看多媒體知識(shí)庫，可讓參與者明白其中“懸 浮”的原理。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特點(diǎn)是，包括一臺(tái)座、 設(shè)置在臺(tái)座上的一透明容器、設(shè)置在透明容器中的輕質(zhì)物體、以及設(shè)置在臺(tái)座內(nèi)的氣體發(fā) 生裝置；所述的臺(tái)座上設(shè)有功能開關(guān)；所述的透明容器的底部設(shè)有充氣孔和排氣孔；所述 的氣體發(fā)生裝置包括一氣體存儲(chǔ)罐和一充氣電磁閥；所述氣體存儲(chǔ)罐通過輸出管道與所述 透明容器底部的充氣孔相連接，輸出管道上設(shè)有充氣電磁閥；所述的透明容器底部的排氣 孔設(shè)有排氣電磁閥；所述的功能開關(guān)控制充氣電磁閥和排氣電磁閥動(dòng)作。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的氣體是高密度、無毒害的透明氣體。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的氣體是二氧化碳。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的氣體存儲(chǔ)罐的輸出管道上設(shè)有壓力表。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的透明容器由透明玻璃或透明有機(jī)玻璃 構(gòu)成。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的輕質(zhì)物體由鋁箔紙折疊而成。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的臺(tái)座上設(shè)有檢修門。上述輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其中，所述的功能開關(guān)包括充氣開關(guān)、排氣開關(guān)、以 及電源鎖。由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，在臺(tái)座上設(shè)置一透明容器，打開充氣開 關(guān)，通過管道往該透明容器中慢慢注入高密度無毒害的透明氣體，由于注入的氣體比空氣
3比重大(也即密度大)，提供了浮力，使輕質(zhì)物體浮起。又由于注入的氣體是透明的，參與者 會(huì)看到輕質(zhì)物體懸浮在空中的現(xiàn)象。結(jié)合多媒體知識(shí)庫的講解，可使參與者明白其中的科 學(xué)原理。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖(拿掉前側(cè)板)。圖2是圖1的側(cè)視圖(拿掉側(cè)板、檢修門打開)。圖3是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1至圖3。本實(shí)用新型輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，包括一臺(tái)座1、設(shè)置在臺(tái) 座上的一透明容器2、設(shè)置在透明容器中的輕質(zhì)物體3、以及設(shè)置在臺(tái)座內(nèi)的氣體發(fā)生裝置 4。所述的臺(tái)座上設(shè)有檢修門11，臺(tái)座上還設(shè)有操作面板10，操作面板10上設(shè)有功能開關(guān) 12，所述的功能開關(guān)12包括充氣開關(guān)121、排氣開關(guān)122。還設(shè)有電源鎖123，用于保護(hù)演示 的安全。所述的透明容器2由透明玻璃或透明有機(jī)玻璃構(gòu)成，該透明容器的底部設(shè)有充氣 孔21和排氣孔22。所述的氣體發(fā)生裝置4包括一氣體存儲(chǔ)罐41和一充氣電磁閥43 ；所述 氣體存儲(chǔ)罐41通過輸出管道40與所述透明容器底部的充氣孔21相連接；所述充氣電磁閥 43設(shè)置在所述輸出管道上，該輸出管道上還設(shè)有壓力表44。所述的氣體采用高密度、無毒 害的透明氣體，例如二氧化碳。所述的透明容器2底部的排氣孔上設(shè)有排氣電磁閥42。所 述充氣電磁閥和排氣電磁閥與所述臺(tái)座的操作面板上的充氣開關(guān)和排氣開關(guān)對應(yīng)電連接。 本實(shí)施例中所述的輕質(zhì)物體由鋁箔紙折疊而成，例如折疊成小船的模樣。參與該演示時(shí)，參與者啟動(dòng)充氣開關(guān)按鍵，高密度氣體G便會(huì)從透明容器的充氣 孔注入到透明容器中。由于注入的氣體比上面的氣體比重大也即密度大，于是提供了浮力。 注氣的過程中，透明容器中的物體(小船)將會(huì)被浮起。原理是在同溫同壓下，氣體密度 的大小就按照氣體的比重來計(jì)算，氣體的比重是按照相對分子質(zhì)量來衡量。例如氧氣相對 分子質(zhì)量是36，二氧化碳是44。而空氣的相對分子質(zhì)量是28。所以，氧氣的密度比空氣大， 而二氧化碳的密度比氧氣和空氣都要大。當(dāng)浮力大于鋁箔小船自身重力的時(shí)候，小船便能 自動(dòng)浮起。當(dāng)參與者看到小船漂浮起來，而透明容器中因?yàn)樽⑷氲亩趸际菬o色無味的， 因此參與者只能看見小船憑空懸浮，卻不知是何依托，便會(huì)覺得趣味盎然。結(jié)合多媒體知識(shí) 庫的講解，參與者便會(huì)明白其中科學(xué)原理。演示結(jié)束后，可按動(dòng)排氣開關(guān)通過排氣電磁閥打開排氣孔排放二氧化碳，此時(shí)又 可以看到小船慢慢下沉。
權(quán)利要求輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，包括一臺(tái)座、設(shè)置在臺(tái)座上的一透明容器、設(shè)置在透明容器中的輕質(zhì)物體、以及設(shè)置在臺(tái)座內(nèi)的氣體發(fā)生裝置；所述的臺(tái)座上設(shè)有功能開關(guān)；所述的透明容器的底部設(shè)有充氣孔和排氣孔；所述的氣體發(fā)生裝置包括一氣體存儲(chǔ)罐和一充氣電磁閥；所述氣體存儲(chǔ)罐通過輸出管道與所述透明容器底部的充氣孔相連接，輸出管道上設(shè)有充氣電磁閥；所述的透明容器底部的排氣孔設(shè)有排氣電磁閥；所述的功能開關(guān)控制充氣電磁閥和排氣電磁閥動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的氣體是高密度、 無毒害的透明氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的氣體是二氧 化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的氣體存儲(chǔ)罐的 輸出管道上設(shè)有壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的透明容器由透 明玻璃構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的輕質(zhì)物體由鋁 箔紙折疊而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的臺(tái)座上設(shè)有檢 修門。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特征在于，所述的功能開關(guān)包括 充氣開關(guān)、排氣開關(guān)、以及電源鎖。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種輕質(zhì)物體懸浮演示裝置，其特點(diǎn)是，包括一臺(tái)座、設(shè)置在臺(tái)座上的一透明容器、設(shè)置在透明容器中的輕質(zhì)物體、以及設(shè)置在臺(tái)座內(nèi)的氣體發(fā)生裝置；臺(tái)座上設(shè)有功能開關(guān)；透明容器的底部設(shè)有充氣孔和排氣孔；氣體發(fā)生裝置包括一氣體存儲(chǔ)罐和一充氣電磁閥；氣體存儲(chǔ)罐通過輸出管道與所述透明容器底部的充氣孔相連接，輸出管道上設(shè)有充氣電磁閥；透明容器底部的排氣孔設(shè)有排氣電磁閥；功能開關(guān)控制充氣電磁閥和排氣電磁閥動(dòng)作。通過輸出管道往該透明容器中慢慢注入高密度無毒害的透明氣體，由于注入的氣體比空氣比重大(也即密度大)，提供了浮力，參與者會(huì)看到輕質(zhì)物體懸浮在空中的現(xiàn)象。結(jié)合多媒體知識(shí)庫的講解，使參與者明白其中的科學(xué)原理。
文檔編號G09B23/12GK201754313SQ201020181698
公開日2011年3月2日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者宋嫻, 潘伊凌, 陳穎 申請人:上海科技館