文档介绍：实验1 恒温槽的装配和性能测试
实验目的
了解恒温槽的原理,初步掌握其装配和调试的基本技术。
分析恒温槽的性能,找出合理的最佳布局。
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(-℃)、冰-水(0℃)、沸点水(100℃)、干冰-丙酮(-℃)、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2-1-2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。
。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。
℃水银温度计,测量恒温槽灵敏度则采用热敏电阻测温装置。将热敏电阻与1/10℃温度计绑在一起,安装位置应尽量靠近被测系统。
(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。
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