恒温槽预习.doc

一、实验目的及要求
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、掌握水银接触温度计、数字式贝克曼温度计、继电器的基本测量原理和正确使用方法。
二、实验原理
在许多物理化学实验中，由于待测的数据如蒸汽压、电导、粘度、密度、化学反应速率系数等都随温度而变化，因此，这些实验都必须在恒温下进行。通常用恒温槽来获得恒温条件。
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。用液体作介质的优点是热容量大和导热性好，从而使温度控制的稳定性和灵敏度大为提高。本实验所用恒温槽装置如图（—）所示：

除了我们试验室常用的这种恒温槽以外，还有其他几种常用的恒温槽：
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根据温度控制的范围，可采用下列液体介质：
-60℃~30℃——乙醇或乙醇水溶液；
0℃~90℃——水；
80℃~160℃——甘油或甘油水溶液；
70℃~200℃——液体石蜡、汽缸润滑油、硅油。
恒温槽通常由下列构件组成：
1、浴槽：控制室温附近温度的浴槽一般用玻璃制作，以便观察实验现象，浴槽的大小和形状根据需要而定，在化学实验中常用20L圆形玻璃缸作浴槽。
2、加热器及冷却器：如果要求恒温的温度高于室温，则须不断向槽中供给热量以补偿其向四周散失的热量；如恒温的温度低于室温，则须不断从恒温槽取走热量，以抵偿环境向槽中的传热。在前一种情况下，通常采用电加热器间歇加热来实现恒温控制。对电加热器的要求是热容量小、导热性好，功率适当。选择加热器的功率最好能使加热和停止的时间约各占一半。选择加热器功率的大小应视浴槽大小和恒温温度的实际需要而定。一般容量为20L恒温在20～30℃的恒温槽，可选200W的加热器。
3、搅拌器：加强液体介质的搅拌，对保证恒温槽温度均匀起着非常重要的作用。搅拌器用电机带动，搅拌电机的大小和功率视恒温槽的大小而定，一般选用电机功率为40～60W，要求电机带有调压变压器，可调节搅拌速度，同时要求电机震动小，噪音低，长时间连续工作而不过热。
4、温度控制器：温度控制器是恒温槽的感觉中枢，是决定恒温槽精度的关键。以往多采用水银接触温度计。
目前实验室的温度控制器多采用温度传感器连接电子继电器，在电子继电器面板上可设定温度，当温度传感器测得浴槽温度达到设定值时，电子继电器自动断开电加热器电源，“保温”指示灯亮，指示浴槽处于保温状态。当温度传感器测得浴槽温度低于设定值时，电子继电器自动开启电加热器电源，“加温”指示灯亮，指示浴槽处于加温状态。
恒温槽控制的温度是有一个波动范围的，而不是控制在某一固定不变的温度上，并且恒温槽内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。恒温是相对的，而不是绝对的。灵敏度是衡量恒温槽优劣的主要标志，所以使用前应先测定恒温槽的灵敏度。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水银接触温度计记录温度随时间的变化曲线，即灵敏度曲线。记灵敏度曲线的最高温度为T高，最低温度为T低，则恒温槽的灵敏度为由于一些因数的影响，可能有以下几种灵敏度曲线图：

（a）表示良好的恒温槽的灵敏度曲线（b）表示灵敏度较低
（c）表示加热器功率太大（d）表示加热器功率太小或散热太快
图（二）温度-时间曲线
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