实验1__恒温槽的装配和性能测试_702408269
恒温槽装配和性能测试

西南大学化学实验示范中心
一、实验目的 二、实验原理 三、仪器与试剂 四、实验步骤 五、数据记录与处理 六、思考与讨论
一、实验目的
1.了解恒温槽的构造及恒温原理,初步掌握 其装配和调试的基本技术。
2.绘制恒温槽灵敏度曲线。 3.掌握贝克曼温度计、接触温度计的调节和
使用方法。
二、实验原理
4、加热器 在要求设定温度比室温高的情况下,必须不断 供给热量以及补偿水浴向环境散失的热量。电 加热器的选择原则是热容量小、导热性能好、 功率适当。
5、接触温度计 (又称水银电导表),其结构如 图所示。
6、继电器 继电器必须与加热器和接触温度计相连,才能起 到控温作用。实验室常用的继电器有电子管继电 器和晶体管继电器。
恒温水浴以蒸馏水为工作介质。如对装置稍作改动并选用 其它合适液体作为工作介质,则上述恒温可在较大的温度范 围内使用。
2、温度计 观察恒温浴的温度可选用分度值为0.1℃的水银温度计,而
测量恒温浴的灵敏度时应采用贝克曼温度计。温度计的安装位 置应尽量靠近被测系统。所用的水银温度计读数都应加以校正。
3、搅拌器 搅拌器以小型电动机带动,其功率可40W,用变 速器或变压器来调节搅拌速度。搅拌器一般应安 装在加热器附近,使热量迅速传递,以使槽内各 部位温度均匀。
2、将贝恒温水浴灵敏度曲线的测定
五、数据记录与处理
1、绘制恒温水浴的(温度与时间)灵敏度曲 线,并 从曲线中确定其灵敏度。
2、根据测得的灵敏度曲线,对组装的恒温水 浴性能进行评价。
六、思考与讨论
1.恒温槽的恒温原理是什么? 2.恒温槽内各处温度是否相等?为什么? 3. 欲提高恒温槽的灵敏度,主要通过哪些 途径?
衡量恒温水浴的品质好坏,可以用恒温水浴灵敏 度来衡量。通常以实测的最高温度与最低温度值 之差的一半数值来表示其灵敏度。
实验一:恒温槽的装配与性能测试

实验一:恒温槽的装配与性能测试一、实验目的1.了解恒温槽的构造及恒温原理,掌握恒温操作技术。
2.绘制恒温槽的灵敏度曲线,学会分析恒温槽的性能。
3.掌握贝克曼温度计的使用方法。
二、实验原理许多物理化学量都与温度有关,要准确测量其数值,必须在恒温下进行。
实验室最常用的是用恒温槽来控制温度维持恒温,它是以某种液体为介质的恒温装置,依靠温度控制器来自动调节其热平衡。
图1-1 恒温槽装置图1-浴槽;2-电热丝;3-搅拌器;4-温度计;5-接触温度计;6-温度控制器恒温槽一般是由浴槽、搅拌器、加热器、接触温度计、温度控制器和温度计等部分组成,现分别介绍如下:(如图所示)实验开始时,先将搅拌器3启动,将接触温度计5调至所需恒温温度(例如25℃),若此时浴槽1内的水温低于25℃,则接触温度计5的两条引出线断路,则温度控制器6发出指令对加热器2通电加热,使浴槽1内的水温升高,当浴槽1内的水温达到25℃时,接触温度计5的两条引线导通,则温度控制器6发出指令对加热器2停止加热。
以后当浴槽1内的水因对外散热使温度低于25℃时,则接触温度计5的两条引线再次断路,则加热器2重新工作。
这样周而复始就可使介质的温度在一定范围内保持恒定。
图1-3 温度控制器的电路图T-电源变压器;D1、D2、D3、D4-2AP3晶体二级管;J-121型灵敏继电器;C1、C1-滤波电容;L1-工作指示氖炮;L2-电源指示灯炮。
由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后传热使介质温度上升并传递质温度上升并传递给接触温度计,使它的水银柱上升。
由于传质、传热都需要一定时间,因此,会出现温度传递的滞后现象。
即当接触温度计的水银触及钨丝时,实际上电热器附近的水温已超过了指定温度,因此,恒温槽温度必高于指定温度。
同理,降温时也会出现滞后现象。
由此可知,恒温槽控制的温度有一个波动范围,而不是控制在某一固定不变的温度,并且恒温槽内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。
恒温槽的装配和性能测试

恒温槽的装配和性能测试1 引言1.1实验目的[1]1、了解恒温槽的构造及恒温原理,初步掌握其装配和调试的基本技术2、分析恒温槽性能,找出合理的最佳布局。
3、掌握热敏电阻温度计等的基本测量原理和使用方法。
1.2 实验原理本实验讨论的恒温水浴是一种常用的控温装置。
当水温低于设定值时,线路接通,加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,线路段开,加热器停止加热。
如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。
[1]实验时恒温槽由浴槽、温度计、加热器、搅拌器等组成。
浴槽内含有液体介质(水)。
内有一套测温的热敏电阻温度计连接已设定好目标温度可控电路通断的温控仪,并与加热器串联,从而实现根据温度变化控制加热器是否加热。
1/10℃温度计与热敏电阻温度计紧连在一起亦置于水槽中,用以测量温度,热敏电阻温度计与无纸记录仪、计算机相连,测量值由计算机处理出图。
电加热器还与调压器连接,可以控制加热器的加热电压。
恒温效果是由一系列元件的动作来获得的,因此存在着滞后现象。
因此装配时除对上述各元件的灵敏度有一定要求外,还应根据各元件在恒温槽中的作用选择合理的摆放位置,合理的布局才能达到理想的恒温效果。
灵敏度是恒温槽恒温效果好坏的一个重要标志,一般以制定温度下T T 停始、分别表示开始加热和停止加热时槽内水的温度(相对值),以()12T T T =-停始为纵坐标,实践t 为横坐标,画出灵敏度曲线如图:图1:几种形状的灵敏度曲线若最高温度为T 高,最低温度为T 低,测得恒温槽的灵敏度为:E 2T T T -=±低高2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图恒温槽一套:玻璃钢、D-8410多功能型电动搅拌器,数显惠斯通电桥清华大学化学系,群力接触调压器北京调压器厂,1/10℃温度计,热敏电阻温度计,电加热器放大镜,温控仪,无纸记录仪2.2 实验条件温度:17.0 ℃湿度:56.2%压强:101.28 kPa2.3 实验操作步骤及方法要点1、恒温槽的装配按实验原理中所述连接线路。
恒温槽的装配及性能测试

(4)由于水银球A中的水银量是可变的,因此水银柱 的刻度值不是温度的绝对值,只是在量程范围内的 温度变化值。
b a.温度最高刻度; b.毛细管末端; A.水银球; B.毛细管; C.温度标尺; D.水银储槽。
a
贝克曼温度计
使用方法
(1)测定贝克曼温度计的R值 贝克曼温度计最上部刻度处a到毛细管末 端b处所相当的温度值称为R值。将贝 克曼温度计与一支普通温度计(最小刻 度0.1度)同时插入盛水或其它液体的 烧杯中加热,贝克曼温度计的水银柱 就会上升,由普通温度计读出从a到b 段相当的温度值,称为R值。一般取 几次测量值的平均值,粗略可以用直尺 测量长度,换算成温度值,一般为2度 左右。
恒温槽的装置示意图
恒温槽是由浴槽、电接点温度计、继电器、加热器、搅 拌器和温度计组成,具体装置示意图见图。继电器必须 和电接点温度计、加热器配套使用。 电接点温度计是一支可以导电的特殊温度计,又称 为导电表。它有两个电极,一个固定与底部的水银球相 连,另一个可调电极D是金属丝,由上部伸入毛细管内。 顶端有一磁铁,可以旋转螺旋丝杆,用以调节金属丝的 高低位置,从而调节设定温度。
-60度~30度用乙醇或乙醇水溶液; 0度~90度用水; 80度~160度用甘油或甘油水溶液;
70度~300度用液体石蜡、汽缸润滑油、硅油。
超级恒温槽
HYP型玻璃恒温水浴
HK-1D型恒温水浴
1.浴槽; 2.加热器; 3.搅拌器; 4.温度计; 5.电接点温度计; 6.继电器; 7.贝克断”类 型,当加热器接通后,恒温介质温度上升,热 量的传递使水银温度计中的水银柱上升。但热 量的传递需要时间,因此常出现温度传递的滞 后,往往是加热器附近介质的温度超过设定温 度,所以恒温槽的温度超过设定温度。同理, 降温时也会出现滞后现象。由此可知,恒温槽 控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某 一固定不变的温度。控温效果可以用灵敏度Δt 表示: 1 2 t1为恒温过程中水浴的最高温度
恒温槽的装配与性能研究全解

实验一:恒温槽的装配与性能研究The Measurement and Analysis of the Thermostatic Bath摘要:恒温槽是一种在实验中用于控制温度,维持恒温的仪器,本实验通过测量恒温槽在不同情况下的温度-时间曲线,确定恒温槽的灵敏度,从而进一步了解了恒温槽的性质。
Abstract:The thermostatic bath is widely used in the experiment for its convenience in controlling and maintaining temperature. In this experiment we get the temperature fluctuation-time curves by measuring the thermostatic bath in different conditions and get the sensitivity of the thermostatic bath from these data. Additionally, we analyze the differences of them to realize the properties of the thermostatic bath.关键词:恒温槽贝克曼温度计灵敏度Key words: Thermostatic bath Electronic relay sensitivity前言:在许多物理化学实验中,由于待测的数据如折射率、粘度、电导、蒸汽压、电动势、化学反应的速度常数、电离平衡常数等都与温度有关。
因此,这些实验都必须在恒温的条件下进行,这就需要各种恒温的设备。
通常用恒温槽来控制温度,维持恒温。
一般恒温槽的温度都相对的稳定,多少总有一定的波动,大约在±0.1℃,如果稍加改进也可达到0.01℃,要使恒温设备维持在高于室温的某一温度,就必须不断补充一定的热量,使由于散热等原因引起的热损失得到补偿。
物化实验报告_恒温槽的装配和性能测试

恒温槽得装配与性能测试张鹏翔2013012030 材33实验日期:2015年5月14日提交报告日期:2015年5月20日1 引言1、1实验目得1.了解恒温槽得原理,初步掌握其装配与调试得基本技术。
2.分析恒温槽得性能,找出合理得最佳布局。
3.掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪得基本测量原理与使用方法。
1、2 实验原理许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。
欲控制被研究体系得某一温度,通常采取两种方法:一就是利用物质相变时温度得恒定性来实现,叫介质浴。
如:液氮(195、9℃)、冰-水(0℃)、沸点水(100℃)、干冰-丙酮(78。
5℃)、沸点萘(218℃)等等。
相变点介质浴得最大优点就是装置简单、温度恒定。
缺点就是对温度得选择有一定限制,无法任意调节。
另一种就是利用电子调节系统,对加热或制冷器得工作状态进行自动调节,使被控对象处于设定得温度之下。
本实验讨论得恒温水浴就就是一种常用得控温装置,它通过继电器、温度调节器(水银接点温度计)与加图1恒温槽工作原理图热器配合工作而达到恒温得目得。
其简单恒温原理线路如图211所示。
当水槽温度低于设定值时,线路I就是通路,因此加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,温度调节器接通,此时线路II为通路,因电磁作用将弹簧片D吸下,线路I断开,加热器停止加热;当水槽温度低于设定值时,温度调节器断开,线路II断路,此时电磁铁失去磁性,弹簧片回到原来得位置,使线路I又成为通路。
如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定得温度。
恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器等部件组成。
如图212所示。
为了对恒温槽得性能进行测试,图中还包括一套热敏电阻测温装置。
现将恒温槽主要部件简述如下。
1、浴槽浴槽包括容器与液体介质。
根据实验要求选择容器大小,一般选择10L或者20L得圆形玻璃缸做为容器。
若设定温度与室温差距较大时,则应对整个缸体保温。
恒温槽的装配及性能测试.

恒温槽的装配及性能测试一:实验目的1.了解恒温水浴的构造及其工作原理,学会恒温水浴的装配技术。
2.测绘恒温水浴的灵敏度曲线。
3.掌握贝克曼温度计的调节技术和正确使用技术。
二:基本原理恒温控制可分为两类,一类是利用物质的相变点温度来获得恒温,但温度的选择受到很大限制;另外一类是利用电子调节系统进行温度控制,此方法控温范围宽、可以任意调节设定温度。
恒温槽是实验工作中常用的一种以液体为介质的恒温装置,根据温度控制范围,可用以下液体介质:-60度~30度用乙醇或乙醇水溶液;0度~90度用水;80度~160度用甘油或甘油水溶液;70度~300度用液体石蜡、汽缸润滑油、硅油。
恒温槽是由浴槽、电接点温度计、继电器、加热器、搅拌器和温度计组成,具体装置示意图见图课本P338。
继电器必须和电接点温度计、加热器配套使用。
电接点温度计是一支可以导电的特殊温度计,又称为导电表。
当温度升高时,毛细管中水银柱上升与一金属丝接触,两电极导通,使继电器线圈中电流断开,加热器停止加热;当温度降低时,水银柱与金属丝断开,继电器线圈通过电流,使加热器线路接通,温度又回升。
如此,不断反复,使恒温槽控制在一个微小的温度区间波动,被测体系的温度也就限制在一个相应的微小区间内,从而达到恒温的目的。
恒温槽的温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后,恒温介质温度上升,热量的传递使水银温度计中的水银柱上升。
但热量的传递需要时间,因此常出现温度传递的滞后,往往是加热器附近介质的温度超过设定温度,所以恒温槽的温度超过设定温度。
同理,降温时也会出现滞后现象。
由此可知,恒温槽控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某一固定不变的温度。
控温效果可以用灵敏度Δt表示:式中,t1为恒温过程中水浴的最高温度,t2为恒温过程中水浴的最低温度。
三:仪器试剂SYP型玻璃恒温水浴:1套(包括加热器和搅拌器)数字贝克曼温度计(SWC-II, SWC-II D )----与SYP型玻璃恒温水浴配套继电器(SWQP数字控温仪, SWQ智能数字恒温控制器)---与SYP型玻璃恒温水浴配套(超级恒温槽:1套水银温度计电接点温度计(导电表);贝克曼温度计)四:实验步骤(一)超级恒温槽:1.接好线路,经过教师检查无误,接通电源,使加热器加热:开始,加热开关处于“通”,加热功率为1500 W,观察温度计读数,到达设定温度时----40℃(加热开关处于“加热”,加热功率为500 W),旋转温度计调节器上端的磁铁,使得金属丝刚好与水银面接触(此时继电器应当跳动,绿灯亮,停止加热),然后再观察几分钟,如果温度不符合要求,则需继续调节。
【测试】恒温槽装配和性能测试实验报告

【关键字】测试恒温槽装配和性能测试实验报告篇一:实验1 恒温槽的装配和性能尝试实验1 恒温槽的装配和性能测定1. 引言1.1.实验目的了解恒温槽的构造及恒温原理,初步掌握其装配和调试的基本技术绘制恒温槽的灵敏度曲线(温度——时间曲线),学会分析恒温槽的性能掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪的基本测量原理与使用方法1.2.实验原理许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。
欲控制被研究体系的某一温度,通常采取两种方法:一是利用物质相变时温度的恒定性来实现,叫介质浴。
如:液氮(-195.9℃)、冰-水(0℃)、沸点水(100℃)、干冰-丙酮(-78.5℃)、沸点萘(218℃)等等。
相变点介质浴的最大优点是装置简单、温度恒定。
缺点是对温度的选择有一定限制,无法任意调节。
另一种是利用电子调节系统,对加热或制冷器的工作状态进行自动调节,使被控对象处于设定的温度之下。
本实验讨论的恒温水浴就是一种常用的控温装置,它通过继电器、温度调节器(水银接点温度计)和加热器配合工作而达到恒温的目的。
其简单恒温原理线路如图1所示。
当水槽温度低于设定值时,线路I是通路,因此加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,温度调节器接通,此时线路II为通路,因电磁作用将弹簧片D吸下,线路I断开,加热器停止加热;当水槽温度低于设定值时,温度调节器断开,线路II断路,此时电磁铁失去磁性,弹簧片回到原来的位置,使线路I又成为通路。
如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。
恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器等部件组成。
如图2所示。
为了对恒温槽的性能进行尝试,图中还包括一套热敏电阻测温装置。
现将恒温槽主要部件简述如下。
① 浴槽浴槽包括容器和液体介质。
根据实验要求选择容器大小,一般选择10L或者20L的圆形玻璃缸做为容器。
若设定温度与室温差距较大时,则应对整个缸体保温。
以减少热量传递,提高恒温精度。
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固态继电器SSR(Solid state relays)是一种输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的继电器。整个器件无可动部件和触点,不产生电火花,可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能。优点是反应快、可靠度高、寿命长、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐特性。
因为一般液体在接近沸点时膨胀系数最大,所以在不同的温度区间,取适当液体代替甲苯,往往可以增加调节器的灵敏度。有时也可以选用两种液体组成的溶液,而使使用范围加大。优良的温度调节器不但要求工作液体的膨胀系数大,而且还要注意汞在毛细管上的粘附,这在实际工作中很重要。汞表面上的氧化物常影响调节器的灵敏度,应设法除去。简便的方法是插入铜丝再慢慢拔出来,使氧化物附着在铜丝上除去。
3.温度波动曲线的测定 打开记录仪和电桥盒上的开关,用电阻箱将电桥调平衡,使记录笔停在记录纸的中部。判断电桥电源极性是否连接正确,增大阻值,记录笔应向右侧移动,升高温度,记录笔也应向右侧移动。反之则需将甲电池正负接线对调。记录仪走纸速度定在定在4mm/min,开始记录,记录7~8个周期即可停止。
4.布局对恒温槽灵敏度的影响 改变各元件间的相互位置,重复测定温度波动曲线,找出一个合理的最佳布局。
5.影响温度波动曲线的因素 选定某个布局,分别改变加热电压(加热功率)和搅拌速度,测定温度波动曲线与未改变条件的温度波动曲线比较。
6.测定热敏电阻温度计的仪器常数(℃/格) 将恒温槽温度升高,用放大镜观察1/10℃温度计, 记录温度升高0.3~0.5℃记录笔移动的格数。
7.实验结束。剪下记录纸,将仪器复原。
5.加热器常用的是电加热器。加热器的选择原则是热容量小、导热性能好、功率适当。加热器功率的大小是根据恒温槽的大小和所需控制温度的高低来选择的。通常我们都在加热器前加一个和加热器功率相适应的调压器,这样加热功率可根据需要自由调节。
6.搅拌器搅拌器的选择与工作介质的粘度有关,如:水、乙醇类粘度较小的工作介质选择功率40W左右的搅拌器。若工作介质粘度或搅拌棒的叶片较大时,应选择功率大一些的搅拌器。
若最高温度为 ,最低温度为 ,测得恒温槽的灵敏度为
通过对上述曲线分析可以看出图中(a)表示灵敏度较高;(b)表示灵敏度较低;(c)表示加热功率偏大。如果加热器功率偏小,则达不到设定的温度值。
仪器与药品
恒温槽1套:玻璃缸、电动搅拌器、1/10℃温度计、电加热器、水银接点温度计、继电器、调压器;热敏电阻温度计、电阻箱、甲电池、电桥盒、记录仪、放大镜等各一个。
甲苯-水银温度调节器的装填如下:用洗液将控制器内部洗净、烘干;把A的尖端L拉成毛细管,并在尖端开一小孔;A内灌入甲苯,甲苯将满时,用尖而细的火焰吹烧L,使之熔化封闭;把控制器倒转、从B赶走A内的气泡;自毛细管G上端加入汞;加热,使甲苯部分溢出,冷却,此时甲苯收缩,汞即进入B管,重复数次,使汞加至毛细管口,在汞面加上保护液体C即成。
恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器等部件组成。如图2-1-2所示。为了对恒温槽的性能进行测试,图中还包括一套热敏电阻测温装置。现将恒温槽主要部件简述如下。
1.浴槽 浴槽包括容器和液体介质。根据实验要求选择容器大小,一般选择10L或者20L的圆形玻璃缸做为容器。若设定温度与室温差距较大时,则应对整个缸体保温。以减少热量传递,提高恒温精度。
恒温槽液体介质根据控温范围选择,如:乙醇或乙醇水溶液(-60-30℃)、水(0-100℃)、甘油或甘油水溶液(80-160℃)、石蜡油、硅油(70-200℃)。本实验采用去离子水为工作介质,如恒温在50℃以上时,可在水面上加一层液体石蜡,避免水分蒸发。
2.温度计 观察恒温浴槽的温度可选择1/10℃水银温度计,测量恒温槽灵敏度则采用热敏电阻测温装置。将热ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电阻与1/10℃温度计绑在一起,安装位置应尽量靠近被测系统。
3.怎样提高恒温槽的灵敏度?
注意事项
1.1/10℃温度计所在位置就将来利用这个恒温槽做实验的系统所在区域。
2.温度设定时要留有提前量,避免水槽温度高于欲设定值。
3.接点温度计的刻度不是很准确,温度的设定与测量以1/10℃温度计为准。
实验讨论
为了提高恒温槽的控制精度,可采用多极恒温槽,如图2-1-6所示的二级恒温槽。采用高灵敏度的温度调节器也可提高恒温槽的控制精度。
实验1恒温槽的装配和性能测试
实验目的
1.了解恒温槽的原理,初步掌握其装配和调试的基本技术。
2.分析恒温槽的性能,找出合理的最佳布局。
3.掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪的基本测量原理和使用方法。
实验原理
许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。欲控制被研究体系的某一温度,通常采取两种方法:一是利用物质相变时温度的恒定性来实现,叫介质浴。如:液氮(-195.9℃)、冰-水(0℃)、沸点水(100℃)、干冰-丙酮(-78.5℃)、沸点萘(218℃)等等。相变点介质浴的最大优点是装置简单、温度恒定。缺点是对温度的选择有一定限制,无法任意调节。另一种是利用电子调节系统,对加热或制冷器的工作状态进行自动调节,使被控对象处于设定的温度之下。
需要注意的是,温度调节指示标尺的刻度一般不是很准确,恒温槽温度的设定和测量需要1/10℃温度计来完成。
接点温度计是恒温槽的重要部件,它的灵敏度对控温精度起着关键作用。
4.继电器继电器与加热器和接点温度计和加热器相连,组成温度控制系统。实验室常用的继电器有晶体管继电器和电子管继电器。典型的晶体管继电器电路如图2-1-4所示,它是利用晶体管工作在截止区以及饱和区呈现的开关特性制成的。其工作过程是:当接点温度计Tr断开时时,Ec通过Rk给锗三极管BG的基极注入正向电流Ib,使BG饱和导通,继电器J的触点K闭合,接通加热电源。当温度升高至设定温度,接点温度计Tr接通,BG的基极和发射极被短路,使BG截至,触点K断开,加热停止。当继电器J线圈中的电流突然变小时,会感生出一个较高的反电动势,二极管D的作用是将它短路,避免晶体管被击穿。必须注意的是,晶体管继电器不能在高温下工作,因此不能用于烘箱等高温场合。
实验步骤
1.恒温槽的装配根据所给原件和仪器,按图2-1-2安装恒温槽,接好线路,经教师检查后方可接通电源。
2.恒温槽的调试玻璃缸中加入去离子水,约总容积的4/5。打开搅拌器(中速搅拌)、继电器,旋开接点温度计上端磁性调节帽固定螺丝,调节设定温度至比要实际设定的温度低一些的位置(因为温度调节指示标尺的刻度一般不是很准确,适当调低一点防止超过需要设定的温度)。为了保证恒温效果,单加热型恒温槽温度设定最低值一般要高于室温8~10℃,加热开始。开始可将加热电压调到200V左右,待接近设定温度时,适当降低加热电压。仔细观察1/10℃温度计,当水槽温度将要达到设定值时,旋转磁性调节帽,使接点温度计上部的金属丝与水银处于通断的临界状态,可通过继电器指示灯判断。再观察1/10℃温度计,所示温度是否是要设定的温度,进行进一步调整。最后拧紧磁性调节帽的固定螺钉。
参考资料
1.清华大学化学系物理化学实验编写组.物理化学实验.北京:清华大学出版社,1991.18~25。
2.复旦大学等.物理化学实验.北京:高等教育出版社,1992.26~30。
本实验讨论的恒温水浴就是一种常用的控温装置,它通过继电器、温度调节器(水银接点温度计)和加热器配合工作而达到恒温的目的。其简单恒温原理线路如图2-1-1所示。当水槽温度低于设定值时,线路I是通路,因此加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,温度调节器接通,此时线路 为通路,因电磁作用将弹簧片D吸下,线路I断开,加热器停止加热;当水槽温度低于设定值时,温度调节器断开,线路 断路,此时电磁铁失去磁性,弹簧片回到原来的位置,使线路I又成为通路。如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。
3.接点温度计(温度调节器)接点温度计又称接触温度计或水银导电表,如图2-1-3所示。它的下半段是水银温度计,上半段是控制指示装置。温度计上部的毛细管内有一根金属丝和上半段的螺母相连,螺母套在一根长螺杆上。顶部是磁性调节冒,当转动磁性调节冒时螺杆转动,可带动螺母和金属丝上下移动,螺母在温度调节指示标尺的位置就是要控制温度的大致温度值。顶部引出的两根导线,分别接在水银温度计和上部金属丝上,这两根导线再与继电器相连。当浴槽温度升高时,水银膨胀上升,与上面的金属丝接触,继电器内线圈通电产生磁场,加热线路弹簧片吸下,加热器停止加热。随着浴槽热量的散失,温度下降,水银收缩并与上面的金属丝脱离,继电器电磁效应消失,弹簧片回到原来位置,接通加热电路,系统温度回升。如此反复,从而使系统温度得到控制。
数据处理
1.记录室温、大气压、设定温度、热敏电阻仪器常数(℃/格)。
2.将布局图与对应的灵敏度曲线及其灵敏度( )、加热电压、搅拌情况等列表表示。
3.指出合理的最佳布局,讨论布局、加热器功率、搅拌情况等因素对恒温槽的灵敏度的影响及原因。
思考题
1.恒温槽的恒温原理是什么?
2.恒温槽内各处的温度是否相等?为什么?
甲苯-水银温度调节器如图2-1-7所示图中A-甲苯;B-汞;C-水杨酸甲脂或乙酸戊脂(减少通电产生火花时汞的氧化,也可减少汞的蒸发);D-不锈钢针或铂丝,其高低可用螺杆E来调节;G-毛细管;S-截门(利用它连通另一支管,可以调节汞在毛细管中的高度,使在所需的温度时,钢针能在毛细管中与汞面相接触,使钢针和连接汞的引线K构成一条导电通路,和继电器连接,实现继电器对加热器的控制)。
7.热敏电阻测温装置用来对恒温槽的性能进行测试,测温原理见附录温度的测量与控制。
综上所述,恒温效果是通过一系列元件的动作来获得的。因此不可避免地存在着滞后现象,如温度传递、感温元件、继电器、加热器等的滞后。因此,装配时除对上述各元件的灵敏度有一定要求外,还应根据各元件在恒温槽中作用,选择合理的摆放位置,合理的布局才能达到理想的恒温效果。灵敏度是恒温槽恒温好坏的一个重要标志。一般在指定温度下,以 、 分别表示开始加热和停止加热时槽内水的温度(相对值),以 为纵坐标,时间t为横坐标,记录仪自动画出灵敏度曲线如图2-1-5。