文湖南省衡陽市第一中學高437班廖德亨
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一種研究氣體壓強與流速關系的實驗裝置
文湖南省衡陽市第一中學高437班廖德亨
現(xiàn)有技術中,有關研究氣體壓強與流速關系的實驗裝置較多,其中的典型實驗是:將玻璃管的左右兩側加工成一側粗、一側細的形狀,在玻璃管下方連接U形管,在U形管內裝入有色水。
當向玻璃管吹入氣流時,細管內的氣流速度明顯較快,同時可觀察到與細管連通的U形管一側內的液面上升,說明流速較快的氣體對下方液面的壓強較??;與粗管連通的U形管另一側內的液面下降,說明流速較慢的氣體對下方液面的壓強較大,從而說明氣體壓強與流速的關系:對于流動的氣體,在流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大。
但該實驗的缺點是:玻璃管各處的粗細大小固定不變,當吹入一定流速的氣體時,粗管與細管內的流速之比不能改變。即使多次實驗,每次得到的U形管兩側液面的高度差基本相同,導致實驗缺乏說服力。所以我發(fā)明了一種新型的研究氣體壓強與流速關系的實驗裝置。
該實驗裝置包括平放的透明管、兩端連接在透明管同側的U形管以及支架。
與U形管相連的其中一處透明管側壁上開有側開口,側開口的內徑大于手指外徑。在側開口上覆蓋一層橡皮膜或增加一個可放置在橡皮膜上的按壓條,按壓條的外徑小于側開口的內徑,以便將橡皮膜壓向透明管內,調節(jié)透明管內的通道在該處的寬窄程度。支架由底座和豎立的面板構成,透明管、U形管均固定在面板上,面板上標記有用以指示U形管內液面高度差的水平線以及數(shù)值。
用手指按按壓條或用其他物體擠壓橡皮膜,可調節(jié)透明管內的通道在該處的寬窄程度,改變該處氣體流速與其他位置處氣體流速的比值。在面板上水平線的指示作用下,能直接讀出U形管兩端液面的高度差。
經過多次實驗,就能在流速的快慢變化與實驗現(xiàn)象之間建立令人信服的因果關系,增強實驗說服力。(指導老師:周慧穎)