一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及教育或演示用具，特別是物理學原理的演示裝置。
【背景技術】
[0002]對于開水瓶，打開瓶塞，瓶內的水倒出一部分后，該部分空間被空氣填充，由于瓶口接觸外接空氣散熱，瓶口溫度降低，瓶內與熱水接觸的位置空氣的溫度與熱水的溫度保持一致(溫度相同)，瓶內的空氣形成溫度梯度，從熱水水面溫度高到瓶口溫度低。由于熱水的熱容量很大(1克一個大氣壓的水溫度升高或降低1攝氏度，熱量變化1卡=4.2焦耳)，在常見物質中，水的熱容量是最大，當再次塞上瓶塞的時候，熱水對瓶內空氣加熱促使溫度保持一致(由于空氣熱容量很小，可以忽略空氣溫度升高吸走熱水的熱量，空氣溫度與熱水的溫度相等)，瓶內空氣溫差導致瓶內的空氣流動促使加熱過程較快實現，被瓶塞密封的瓶內空氣溫度升高，導致壓強增加，作用于瓶塞的壓力大于瓶塞與瓶口摩擦力，瓶塞就會彈出，彈出的瓶塞有較大的沖擊力，會導致傷及人身或打翻物件。
【發明內容】
[0003]為演示熱水瓶瓶塞彈出的原理，本發明設計一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置。
[0004]本發明實現發明目的采用的技術方案是:一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，包括一個容器，其頂部有一個密封塞，其特征是:在容器內豎直方向等間隔布置三個或三個以上的溫度傳感器，溫度傳感器的探頭在豎直方向成一條豎直的直線，其底部的溫度傳感器接觸容器的底部，其余的溫度傳感器的探頭懸空、不接觸容器器皿內壁；在容器內至少有一個壓強傳感器，位于容器中上部。
[0005]在容器的底部有一個加熱裝置。
[0006]容器為雙層結構。或者，容器的雙層結構之間為低壓或者真空。或者，容器的雙層結構采用透明耐溫材料。或者，容器的雙層結構的外層采用硬質金屬網替換。
[0007]本發明帶來有益效果是:普及物理學知識，讓兒童能夠了解瓶塞彈起原因，自覺回避可能帶來傷害風險，能夠自覺避免眼睛位于瓶塞上方；能夠引導瓶塞改進。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置示意圖；圖2具有加熱功能的演示裝置示意圖；
其中，1、容器，2、密封塞，3、溫度傳感器，4、壓強傳感器，5、加熱裝置。
【具體實施方式】
[0009]—種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，包括一個容器1，容器的形狀可以是現有的熱水瓶的形狀(雙層真空圓筒形)，也可以長方體或者球體等等任意形狀容器，其頂部有一個密封塞2，容器內盛有一定量的熱水(注滿水或者倒出部分熱水)，在容器內豎直方向等間隔布置三個或三個以上的溫度傳感器3，溫度傳感器3的探頭在豎直方向成一條豎直的直線，其底部的溫度傳感器接觸容器的底部用于測量水的溫度，其余的溫度傳感器3 (水量比較大的時候可以測量水溫，溫度傳感器離開水后能夠測量氣體的溫度)的探頭懸空、不接觸容器器皿內壁(因為空氣的熱容量比較小、接觸容器內壁會導致測量誤差)，溫度傳感器用于測量瓶內的空氣和熱水溫度；在容器1內至少有一個壓強傳感器4，主要測量空氣的壓強，最好位于容器中上部(減少被水浸沒，中上部是指容器體積一半的上面，或者中位線以上)，由于空氣流動大、瓶內的空氣的壓強應該沒有壓強梯度(換句話說，壓強的梯度效應可以忽略)。
[0010]在容器1的底部有一個加熱裝置5，加熱裝置為電阻絲一類物理加熱裝置。
[0011]容器1為雙層結構，避免熱水燙到人體。或者容器1的雙層結構之間為低壓或者真空，即保溫設計，減少熱量散失，節約能源。或者，容器1的雙層結構采用透明耐溫材料，便于觀察其內部，比如加熱情況，由于水的沸點在100攝氏度，容器材料至少能夠承受100度以下的溫度，建議在承受120度以下的溫度，可以采用透明塑料或玻璃。為避免玻璃類炸裂傷及人身，容器1的雙層結構的外層采用硬質金屬網替換(此時的容器為單層結構，或者雙層結構也可)。
【主權項】
1.一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，包括一個容器(1)，其頂部有一個密封塞(2)，其特征是:在容器內豎直方向等間隔布置三個或三個以上的溫度傳感器(3)，溫度傳感器(3)的探頭在豎直方向成一條豎直的直線，其底部的溫度傳感器(3)接觸容器的底部，其余的溫度傳感器(3)的探頭懸空、不接觸容器器皿內壁；在容器(1)內至少有一個壓強傳感器(4)，位于容器中上部。2.根據權利要求1所述的一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，其特征是:在容器(1)的底部有一個加熱裝置(5)。3.根據權利要求1所述的一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，其特征是:容器(1)為雙層結構。4.根據權利要求3所述的一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，其特征是:容器(1)的雙層結構之間為低壓或者真空。5.根據權利要求3所述的一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，其特征是:容器(1)的雙層結構采用透明耐溫材料。6.根據權利要求3所述的一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，其特征是:容器(1)的雙層結構的外層采用硬質金屬網替換。
【專利摘要】一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，為演示熱水瓶瓶塞彈出的原理，本發明設計一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置。技術方案是：一種熱水瓶瓶塞彈起的演示裝置，包括一個容器，其頂部有一個密封塞，其特征是：在容器內豎直方向等間隔布置三個或三個以上的溫度傳感器，溫度傳感器的探頭在豎直方向成一條豎直的直線，其底部的溫度傳感器接觸容器的底部，其余的溫度傳感器的探頭懸空、不接觸容器器皿內壁；在容器內至少有一個壓強傳感器，位于容器中上部。有益效果是：普及物理學知識，讓兒童能夠了解瓶塞彈起原因，自覺回避可能帶來傷害風險，能夠自覺避免眼睛位于瓶塞上方；能夠引導瓶塞改進。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號】CN105303935
【申請號】CN201510814162
【發明人】王欽, 杜旭東, 胡再國
【申請人】四川大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月23日