AFT083 気体の状態変化実習装置 — 熱工学実験機器・教育用機材・教材1 概要
気体の法則は熱力学の基礎をなすものであり、熱力学に関するあらゆる教育課程において取り扱われています。本実験装置を用いることで、2種類の状態変化を実験的に学習することが可能です。具体的には、ボイル・マリオットの法則としても知られる「等温変化」、および体積一定の条件下で生じる「等積変化」の2つです。透明なタンクを採用しているため、状態変化の様子を視覚的に観察することができます。なお、試験用ガスとしては空気が使用されます。左側に配置された第1のタンク内では、コンプレッサーと作動油（油圧オイル）を用いて、密閉された空気の体積を増減させます。これにより、等温変化の状態変化が生じます。なお、コンプレッサーは真空ポンプとして機能させることも可能です。体積変化をゆっくりと行わせることで、ほぼ一定の温度条件下での状態変化を実現します。一方、右側に配置された第2のタンク内では、制御可能な電気ヒーターを用いて試験用ガスの温度を上昇させ、それに伴って生じる圧力の上昇値を測定します。この際、密閉されたガスの体積は一定に保たれます。温度、圧力、および体積の各測定値は電子的に検出され、デジタル表示されるとともに、データ処理を行うためのPCへと転送されます。
2 仕様
気体の法則に関する実験的実習装置。等温状態変化の調査用として、透明な測定タンク1を装備。作動油の充填・排出により、試験ガスの体積を変化させる方式。試験ガスの体積は、タンク内の液面レベルを差圧センサを用いて測定することで算出。内蔵コンプレッサにより、作動油を移動させるために必要な圧力差を生成。このコンプレッサは真空ポンプとしても使用可能。圧縮・膨張の切り替え用に5/2方弁を装備。等積状態変化の調査用として、透明な測定タンク2を装備。タンク2には温度制御機能付きの電気ヒータを内蔵。両タンクの温度および圧力を測定するセンサを搭載。温度、圧力、体積の値を表示するデジタルディスプレイを装備。Windows 8.1および10環境下で、USB経由でのデータ収集を行うためのソフトウェアを付属。
3 技術データ
コンプレッサ／真空ポンプ：出力 60W、吸込圧力 213mbar、吐出圧力 2bar。温度コントローラ：PID制御、300W（上限温度 70°C）。測定範囲：温度（タンク1：0～70°C、タンク2：0～70°C）、圧力（タンク1：0～4bar abs.、タンク2：0～2bar abs.）、体積（タンク1：0～3L）。電源仕様：230V/50Hz/単相、230V/60Hz/単相、120V/60Hz/単相。UL/CSA認証対応（オプション）。
