恒温槽恒温性能的测试实验

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实验一恒温槽恒温性能的测试

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。　　　

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，将实验目标温度调至所需恒温温度（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。　　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

图1-2 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。

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。控制温度的波动范围越小，各处的温度越均匀，恒温槽的灵敏度越高。灵敏度是衡量恒温槽性能的主要标志，它除与感温元件、电子继电器有关某某，还受搅拌器的效率、加热器的功率等因素的影响　恒温槽灵敏度的测定是在指定温度下，用较灵敏的温度计，如贝克曼温度计或精密温差测量仪，记录恒温槽温度随时间的变化，若最高温度为t1，最低温度为t2，则恒温槽的灵敏度tE为

灵敏度常以温度为纵坐标，以时间为横坐标，绘制成温度 - 时间曲线来表示。

图1-3 灵敏度曲线

在图1-3中曲线(a)表示恒温槽灵敏度较高；(b)表示加热器功率太大；(c)表示加热器功率太小或散热太快。(b)、(c)灵敏度较低。?　　为了提高恒温槽的灵敏度，在设计恒温槽时要注意以下几点：　　 1.恒温槽的容量要大些，其热容量越大越好。　　　 2.尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速率。为此要使：(1)感温元件的热容尽可能小，感温元件与电热器间距离要近一些；(2)搅拌效率要高。　　 3.作调节温度用的加热器功率要小些。

三、仪器与试剂

玻璃恒温水浴玻璃缸　　　　　　　　　1个

? 精密温差测量仪　　　　　　1台

? 停表　　　　　　　　　　　　　　　　 1块

四、实验步骤

1.将蒸馏水注入浴槽至容积的2/3处，将接触温度计、搅拌器、电热器、温度计和精密电子温差测量仪的温度探头等安装好。　 2.将内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。境温度等）不变，则灵敏度曲线是很规则的、周期性变化的曲线。　本实验是以水作为恒温介质，控制温度范围0~90℃。对于其它的控制温度范围，应选用别的介质，经查阅文献（吕某某等：《物理化学实验》，XX大学出版社，1999：18）可知，控温范围为-60~30℃，使用乙醇或乙醇水溶液；80~160℃，甘油；70~120℃，液体石蜡或硅油。另外，对于低于室温恒温的控制，应配上循环冷却装置（罗某某等，物理化学（第二版），高等教育出版社，1991：256）。　通过本实验我们了解到，恒温控制原理在现实生活中的应用比比皆是，如电冰箱、空调、洗浴热水器和电饭褒等。所不同的是，它们所用的感温元件不同。

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