让杯子把水的温度显示出来-初三学生做的杯子改造
| 分类: 2017年市级小课题 |
1.首先购买合适的温度计,温度计测量范围应在0—100摄氏度。市场上测量环境温度的温度计测量范围最高温度只有50摄氏度,显然不合适,而一般测量范围在0—100摄氏度的温度计又过长,在30CM左右,没法装在水杯上。最后经多方寻找,终于找到一款测量范围在0—100摄氏度的定制温度计,长度11CM,刚和可以贴在杯子上。
http://s4/mw690/003hrdpyzy7lINdPUdlb3&690
三、实验及改进过程
1.第一次实验
将刚烧开的水倒入玻璃杯,放置4分钟,用爸爸给我找的一支经过校对的数字式探针温度计测量实际水温,和红水温度计测量温度进行对比,下面是对比结果:
实际温度 |
85 |
75 |
65 |
55 |
45 |
35 |
25 |
|
显示温度 |
74 |
66 |
57 |
48 |
39 |
32 |
24 |
测量温度与实际温度有挺大的差别,特别是在水温较高的情况下,温度差别在10左右,水温较低时,温差较小,我想了想原因,主要的因为覆盖了导热硅胶的玻璃泡裸露在空气中,热量散失较快,造成显示温度的不准确。用陶瓷杯和塑料杯做了同样实验,结果基本差不多。说明和杯子的材质没有多大关系,用玻璃杯就能说明问题了。
2.第1次改进
实际温度 |
85 |
75 |
65 |
55 |
45 |
35 |
25 |
|
显示温度 |
82 |
73 |
63 |
52 |
43 |
33 |
24 |
http://s2/mw690/003hrdpyzy7lINeYNKV81&690
3.第2次改进
为了测量安全方便,这次找了一个带把手的玻璃杯,同时为了防止散热过快,又找了一个塑料保温盖,里面垫上棉布,盖在温度计的玻璃泡上。用同样方法开始测量
这次测量的温度还是相当准确的,误差在±1,实验成功了,这样的设计,应该能满足之前我设想的显示水温的需要。
实际温度 |
85 |
75 |
65 |
55 |
45 |
35 |
25 |
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显示温度 |
84 |
75 |
66 |
55 |
44 |
35 |
25.5 |
这次主要是想对外观进行改进,原理验证成功后,又发现两个问题,一是玻璃温度计没有防护,容易碰到损坏,另外,温度计上的刻度和数字比较小,眼睛不好的老年人看着有点费劲。为了能同时解决这两个问题,我在网上找了好长时间,终于发现一个好东西——柱型凸透镜,买来以后,让爸爸帮着加工一下,主要是在柱型凸透镜上加工出一个槽子,槽子宽度和长度是刚好能把玻璃温度计可以放进去,然后把柱型凸透镜粘在玻璃杯上,这样既能起到保护温度计的作用,又能放大刻度和数字,应该说这次改进是非常完美的。
http://s1/mw690/003hrdpyzy7lINiWcH650&690
四、改进设想
1.因为自己是手工制作,温度计和凸透镜只能贴在杯子外壁上,应该在制造水杯时整体考虑,进行设计,达到美观实用
2.红水温度计的造价很低,一般用的是加了色素的酒精,也非常安全可靠,可用根据水杯大小进行定制生产。
3.我这次用的是导热系数1.6的导热硅胶,开始测量时得等几分钟,建议可采用导热系数更高的材料。

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