基于“空氣壓縮引火儀”的改進 增強物理實驗的教學效果

摘要：空氣壓縮儀是中等職業技術學校和中學物理教學演示實驗“做功是改變內能的一種方式”中常用的實驗儀器。它的原理是由于汽缸的空氣，在迅速下壓活塞時被急劇壓縮，活塞對空氣做的功轉化為空氣的內能，使空氣溫度升高，達到乙醚的著火點從而使得沾有乙醚的棉團燃燒。

關鍵詞：空氣壓縮引火儀；物理實驗；改進方法

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）43-0245-02

壓縮空氣引火的原理是由于汽缸的空氣，在迅速下壓活塞時被急劇壓縮，活塞對空氣做的功轉化為空氣的內能，使空氣溫度升高，達到乙醚的著火點從而使得沾有乙醚的棉團燃燒。現有的壓縮空氣引火儀存在實驗成功率低，經常發生汽缸爆裂的現象。本人針對以上現象對實驗儀器做了改進，使該實驗儀器達到了實驗成功率高、演示效果好、實驗安全性高且使用壽命長的優勢。

一、空氣壓縮引火儀原理

壓縮空氣引火的原理是由于汽缸的空氣，在迅速下壓活塞時被急劇壓縮，活塞對空氣做的功轉化為空氣的內能，使空氣溫度升高，達到乙醚的著火點從而使得沾有乙醚的棉團燃燒。現有的壓縮空氣引火儀存在實驗成功率低，經常發生汽缸爆裂的現象。原因主要有：（1）棉團需要從頂部的汽缸口放入，不容易放到汽缸底部，并且容易粘上汽缸內壁上的潤滑油而使棉團不夠蓬松而難以著火。（2）實驗后氣缸內的廢氣、廢渣難以排出，新鮮空氣不能順利進入汽缸。（3）由于汽缸沒有泄壓裝置，導致汽缸常常由于超壓而炸裂，容易對操作者和觀察者造成傷害。

二、實驗儀器的改進措施

為了解決現有空氣壓縮引火儀存在實驗成功率低，經常發生汽缸爆裂的現象。本裝置采用透明分體式汽缸，及增加了泄壓裝置。主要由手柄（1）、活塞（2）、緩沖墊（3）、端蓋（4）、分體式氣缸體上部（5）、分體式氣缸體下部（6）、耐油橡皮密封圈（7）、泄壓孔（8）、密封塞（9）、泄壓值控制彈簧（10）組合而成，其特征是：采用分體式汽缸，增加了泄壓裝置。為了達到上述目的，本實用耐壓型采取的技術方案是：

1.透明分體式汽缸，其活塞運動到最低位置時活塞底與汽缸底部間的空間很小，保證在實驗時可以將汽缸內的空氣壓縮到很小的體積，即可實現很大的壓縮比，利于使被壓縮的空氣的問題達到乙醚的燃點。同時，由于采用了分體式汽缸，棉團直接可放到汽缸底部并保持蓬松狀態，并且廢氣廢渣容易排出，實驗的成功率大大增加。

2.泄壓裝置，在分體式汽缸的底部開有一孔徑和高度很小的泄壓通道，通道的外開口有一靠彈簧抵住的密封塞，通過調節彈簧對密封塞的壓力來改變泄壓值。儀器的安全性增加，使用壽命增長。

三、空氣壓縮引火儀的構造

該實驗儀器由以下幾個部件構成，它包括手柄（1）、活塞（2）、緩沖墊（3）、端蓋（4）、分體式氣缸體上部（5）、分體式氣缸體下部（6）、耐油橡皮密封圈（7）、泄壓孔（8）、密封塞（9）、泄壓值控制彈簧（10）。分解圖：

參加文獻：

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