стенд для лабораторных приборов, предназначенный для изучения законов молекулярной физики и термодинамики

Формула изобретения

1. Стенд для лабораторных приборов, предназначенный для изучения законов молекулярной физики и термодинамики, включающий корпус с боковыми, передней и задней стенками, днищем и крышкой, внутреннее пространство корпуса разделено на секции для размещения и фиксации приборов и элементов устройства, отличающийся тем, что днище корпуса с внешней стороны снабжено фиксаторами, выполненными в виде прямоугольных полос, расположенных вдоль задней и боковых стенок, а боковые стенки выполнены со скосом переднего угла, при этом внутри корпуса выполнены глухое резьбовое отверстие и ложементы в виде углублений прямоугольной формы для размещения и фиксации калориметра, термометра, бруска металлического с крючком, прозрачной эластичной полимерной трубки-резервуара, снабженной двумя кранами на ее концах, цилиндра мерного, стакана лабораторного, чашки Петри, пробирки, пробирок с веществами с разными видами фазовых переходов, ленты измерительной, стержня штатива с муфтой, лапки штатива с плоскими губками, и круглой формы для флакона с капельницей, и фигурной для подставки цилиндра, при этом подставка выполнена из полимерного материала в виде патрубка, снабженного продольной прорезью и диаметрально расположенным от нее наружным держателем, жестко связанным с основанием, выполненным в виде дискового кольца с внутренней перемычкой, при этом в задней стенке корпуса с внутренней стороны выполнен паз, снабженный фиксаторами для размещения и закрепления прозрачной полимерной манометрической трубки, а внутренняя сторона одной из боковых стенок снабжена штырями для фиксации резинового жгута, причем днище корпуса снабжено нишей для поддона, выполненного в виде лотка с отбортовками по торцам и захватами в передней части отбортовки, а в верхней части боковых стенок параллельно их горизонтальному торцу выполнены пазы для крепления крышки, выполненной съемной, прозрачной и со скошенным передним углом, опирающейся на переднюю стенку корпуса.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что капельница флакона выполнена в виде крышки, дно которой выполнено в виде сферической мембраны, а ее обечайка снабжена поднятым вверх пипеточным соплом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам для обучения учащихся в учебных заведениях различного уровня на уроках физики, а именно к средствам проведения лабораторных работ по изучению законов по разделам "Молекулярная физика" и "Термодинамика" школьного курса физики.

Известно техническое решение по патенту РФ 2026572, кл. G 09 В 23/06, 1995 г. "Рабочее место для проведения лабораторных работ по механике и молекулярной физике", содержащее подставку с закрепленной на ней вертикальной трубой, на которой устанавливаются и крепятся необходимые для проведения опытов приборы и оборудование. Однако данное техническое решение не удобно в эксплуатации, транспортировке и складировании при хранении, так как весь набор представляет собой разрозненные элементы и размещается при хранении отдельно.

Наиболее близким по технической сущности является техническое решение по свидетельству на полезную модель 7235, кл. G 09 В 23/06, 1998 г. "Демонстрационная наглядная модель учебного устройства". Данная модель содержит корпус прямоугольной формы, внутреннее пространство которого разделено на секции для установки блоков, в которых размещены приборы и оборудование для проведения опытов. Корпус снабжен шарнирно закрепленной крышкой, на внутренней поверхности которой нанесена информация. Однако такое устройство также не удобно в эксплуатации, так как необходимо вынимать блоки из корпуса, а затем из них уже приборы и оборудование, необходимое для проведения опытов. Затрачивается много времени на подготовительную работу и нет наглядности обзора наличия необходимых приборов и оборудования для проведения лабораторных работ или проверки его сохранности после окончания работ, что затрудняет работу учителя.

Технической задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, которое позволяло бы проводить весь комплекс лабораторных работ по изучению законов по разделам "Молекулярная физика" и "Термодинамика" в объеме школьного курса физики, при этом устройство обеспечивало бы удобство в эксплуатации, сокращало бы неэффективные затраты времени на подготовительные и заключительные этапы работ, улучшило обзорность наличия приборов и оборудования при визуальном контроле устройства учителем в конце лабораторных работ, обеспечивало бы хорошую сохранность при транспортировке и раздаче приборов учащимся, обеспечивало бы компактность при складировании и хранении устройств и было бы просто в изготовлении.

Поставленная задача достигается тем, что в стенде для лабораторных приборов, предназначенном для изучения законов молекулярной физики и термодинамики, включающем корпус с боковыми, передней и задней стенками, днищем и крышкой, внутреннее пространство корпуса разделено на секции для размещения приборов и элементов устройства, днище корпуса с внешней стороны снабжено фиксаторами, выполненными в виде прямоугольных полос, расположенных вдоль задней и боковых стенок, а боковые стенки выполнены со скосом переднего угла, при этом внутри корпуса выполнены глухое резьбовое отверстие и ложементы в виде углублений прямоугольной формы для размещения и фиксации калориметра, термометра, бруска металлического с крючком, прозрачной эластичной полимерной трубки-резервуара, снабженной двумя кранами на ее концах, цилиндра мерного, стакана лабораторного, чашки Петри, пробирки, пробирок с веществами с разными видами фазовых переходов, ленты измерительной, стержня штатива с муфтой, лапки штатива с плоскими губками, и круглой формы для флакона с капельницей, и фигурной для подставки мерного цилиндра, при этом подставка выполнена из полимерного материала в виде патрубка, снабженного продольной прорезью и диаметрально расположенным от нее наружным держателем, жестко связанным с основанием, выполненным в виде дискового кольца с внутренней перемычкой, при этом в задней стенке корпуса с ее внутренней стороны выполнен паз, снабженный фиксаторами для размещения и закрепления прозрачной полимерной манометрической трубки, а внутренняя сторона одной из боковых стенок снабжена штырями для фиксации резинового жгута, причем днище корпуса снабжено нишей для поддона, выполненного в виде лотка с отбортовками по торцам и захватами в передней части отбортовки, а в верхней части боковых стенок параллельно их горизонтальному торцу выполнены пазы для крепления крышки, выполненной съемной и прозрачной со скошенным передним углом, опирающейся на переднюю стенку корпуса. Капельница флакона выполнена в виде крышки, дно которой выполнено в виде сферической мембраны, а ее обечайка снабжена поднятым вверх пипеточным соплом.

На фиг.1 изображен стенд для лабораторных приборов, предназначенный для изучения законов молекулярной физики и термодинамики, вид спереди, на фиг.2 - то же, вид сбоку, на фиг.3 - то же, вид сверху, на фиг.4 - флакон с капельницей, на фиг.5 - подставка для мерного цилиндра.

Стенд состоит из корпуса 1, содержащего заднюю 2 стенку, боковые 3 стенки, переднюю стенку 4 и днище 5. Внутри корпуса выполнены глухое резьбовое отверстие 6 и различные ложементы, используемые для укладки и фиксации приборов и оборудования, необходимого для проведения опытов. Боковые стенки 3 выполнены со скошенным передним углом, в результате чего передняя стенка 4 ниже задней стенки. Такое выполнение стенок обеспечивает хорошую обзорность всего содержимого корпуса и обеспечивает доступность всего уложенного оборудования. В верхней части боковых стенок 3 параллельно прямолинейному верхнему торцу 7 с внутренней стороны выполнены пазы 8 для закрепления крышки 9 корпуса. Крышка 9 выполнена съемной и прозрачной, а передняя часть ее выполнена со скосом в соответствии со скосом боковых стенок 3, крышка опирается на переднюю стенку 4. Внутренняя сторона одной из боковых стенок снабжена штырями 12 для закрепления резинового жгута 13.

Ложементы, используемые для размещения оборудования, выполнены различной формы. Одни ложементы выполнены прямоугольной формы, для размещения и фиксации калориметра 14, термометра и фиксации калориметра 14, термометра (на чертеже не показано), бруска 15 металлического с крючком, прозрачной, эластичной полимерной трубки-резервуара 16 с двумя кранами на ее концах, мерного цилиндра 17, лабораторного стакана 18, чашки Петри 19, пустой пробирки 20, двух пробирок 21, 22 с веществами с разными видами фазовых переходов, измерительной ленты 23, стержня 24 штатива с муфтой, лапки 25 штатива с плоскими губками. Круглый ложемент выполнен для размещения флакона 26 с капельницей 27, при этом капельница 27 выполнена в виде крышки, дно которой выполнено в виде сферической мембраны 28, а ее обечайка снабжена пипеточным соплом 29, носик которого поднят вверх. Один из ложементов выполнен фигурным для размещения подставки 30 мерного цилиндра 17. Подставка 30 выполнена из полимерного материала в виде патрубка 31, который снабжен продольной прорезью 32, а диаметрально ей с наружной стороны патрубка расположен держатель 33, жестко связанный с основанием 34, выполненным в виде дискового кольца 35 с перемычкой 36. Мерный цилиндр 17 вставляется в патрубок 31, а благодаря наличию прорези патрубок плотно обжимает цилиндр, дно цилиндра опирается на перемычку 36, используя держатель 33, мерный цилиндр легко переносится и устанавливается в любом месте на основание 34. Глухое резьбовое отверстие 6 используется для закрепления стержня 24 штатива.

На внутренней стороне задней стенки 2 выполнен паз 27, в котором размещают прозрачную полимерную манометрическую трубку 38 и фиксируют шарнирными фиксаторами 39.

Днище 5 корпуса 1 снабжено нишей 40 на всю глубину корпуса, в которую вставляется поддон 41. Поддон 41 выполнен в виде лотка с торцевыми отбортовками 42, а передние части отбортовок снабжены захватами 43, являющимися одновременно и ограничителями при размещении поддона в нише 40. Внешняя сторона днища 5 снабжена фиксаторами 45, выполненными в виде продольных полос, расположенных вдоль задней 2 и боковых 3 стенок. Такое выполнение и расположение фиксаторов 45 надежно фиксирует одно устройство относительно другого при установке одного устройства на другое, что обеспечивает компактность транспортировки, складирования при хранении, при этом все элементы оборудования надежно закреплены в пазах и ложементах.

После получения задания от учителя и раздачи устройства учащиеся приступают к проведению лабораторных работ, предварительно ознакомившись с инструкцией их проведения. Сначала производят сборку штатива, закрепляя стержень 25 штатива в глухом резьбовом отверстии 6, и закрепляют лапку 26 штатива на стержне посредством муфты. При необходимости выдвигают из ниши поддон 41 и извлекают из корпуса необходимые приборы и оборудование, все размещая на поддоне 41, на котором проводят опыты по измерению свойств вещества, для измерения объема жидкостей с применением мерного цилиндра, измерения теплоемкости температуры вещества, исследования связи массы вещества с его весом, исследование изотермического, изобарного и изохорного процессов, изучение кристаллизации веществ и др. Так, например, прозрачная эластичная полимерная трубка-резервуар 16 с двумя кранами на концах, имеющая длину два метра, используется для исследования изотермического, изохорного и изобарного процессов совместно с калориметром 14, мерным цилиндром 17, лентой измерительной 23, термометром и прозрачной полимерной манометрической трубкой 38. При исследовании фазовых переходов используются пробирки 22, 21 с кристаллическим и аморфным веществами, обладающими различными низкими температурами фазовых переходов, что позволяет проводить кратковременные опыты и укладываться в учебное время урока. Наличие поддона 41 обеспечивает сохранность учебных парт, так как любая нечаянно разлившаяся жидкость остается на поддоне. После проведения лабораторных работ учащиеся промывают и вытирают насухо приборы и оборудование, после чего укладывают все детали на свои места в корпусе и закрывают устройство крышкой. Учащиеся составляют отчет о выполненной работе, при этом стенд находится на парте, так как занимает мало места, а учитель проверяет наличие всех приборов и оборудования в корпусе, после чего стенд возвращают на постоянное место хранения.

Стенд для лабораторных приборов, предназначенный для изучения законов молекулярной физики и термодинамики, используют как для индивидуального выполнения учащимися опытов, так и для проведения лабораторных работ бригадами. Стенд с приборами дает возможность провести весь комплекс лабораторных работ, предусмотренных школьной программой по физике, а также ряд дополнительных работ по расширенной программе физико-математических лицеев и гимназий. Стенд с приборами компактен, удобен в эксплуатации и значительно облегчает работу преподавателя, прост в изготовлении и надежен в работе.