恒温槽实验.ppt

物理化学实验-恒温装置张会鸽 zhanghuige@ n 兰州大学化学化工学院 1一、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,继电器的基本测量原理和使用方法。 2二、实验原理在物理化学实验中所测得的数据,如折射率、粘度、蒸气压、表面张力、电导、化学反应速度常数等都与温度有关,所以许多物理化学实验必须在恒温下进行。通常用恒温槽来控制温度维持恒温。恒温槽所以能维持恒温,主要依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。当恒温槽因对外散热而使水温降低时,恒温控制器就使恒温槽内的加热器工作。待加热到所需的温度时,它又使加热器停止加热,这样就使槽温保持恒定。 3 恒温槽一般由浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件、恒温控制器等部分组成: -温度控制器(a)感温元件:它是恒温槽的感觉中枢,是提高恒温槽精度的关键所在。感温元件的种类很多,如水银接触温度计、热敏电阻感温元件等。(接触温度计是否能用来指示恒温槽的实际温度?) (b)继电器:用来控制恒温槽加热器“通”“断”电的装置。利用接触温度计的“通”“断”来控制继电器。 :通常采用玻璃槽以利于观察。其容量和形状视需要而定。物理化学实验一般采用 10L 圆形玻璃缸。浴槽内的液体一般采用蒸馏水。恒温超过 100 ℃时可采用液体石蜡或甘油等。(低温介质应如何选择?) 恒温槽组成 4 3. 加热器:常用的是电热器。根据恒温槽的容量、恒温温度以及与环境的温差大小来选择电热器的功率。如容量 20L 、恒温25℃的大型恒温槽一般需要功率为 250W 的加热器。为了提高恒温的效率和精度,有时可采用两套加热器。开始时,用功率较大的加热器加热,当温度达到恒定时,再用功率较小的加热器来维持恒温。 4. 搅拌器:一般采用 40W 的电动搅拌器,用变速器来调节搅拌速度。 :常用 1/10 ℃温度计作为观察温度用。为了测定恒温槽的灵敏度,可用 1/100 ℃温度计或贝克曼温度计。 5恒温槽灵敏度恒温槽灵敏度的测定是在指定温度下,观察温度的波动情况。用较灵敏的温度计, 如贝克曼温度计,记录温度随时间的变化, 最高温度为 t max,最低温度为 t min,恒温槽的灵敏度 t e为 2 min maxttt e??? 6恒温槽灵敏度 tttt TTTT (a)(b)(c)(d) 控温性能良好的恒温装置的灵敏度曲线应有( a)的形式; (b) 表示恒温装置的灵敏度稍差需要更换较灵敏的温度控制器;( c)则表示加热器的功率太大,需换用较小功率的加热器;而( d)则表示加热器功率太小,或浴槽散热太快。 7三、仪器装置 8 水银接点温度计(又称水银电导表) 9继电器的基本测量原理实际温度小于所控温度时,控制电路处于断开状态,电磁铁无磁性不能吸上衔铁,加热电路为接通状态; 当加热器开始加热,温度上升,水银线慢慢上升与金属丝接通,控制电路接通,电磁铁有了磁性,吸上衔铁, 加热电路断开。温度又下降,水银线与金属丝又断开,控制电路又断开,如此周而复始,达到恒温目的。 10