恒温槽实验优秀课件.ppt

恒温槽实验第1页，本讲稿共16页一、实验目的一、实验目的n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。n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。n掌握水银接点温度计，继电器的基本测量原理和使用方法。第2页，本讲稿共16页二、实验原理二、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。第3页，本讲稿共16页 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：1.核心部分-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。2浴槽：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？）恒温槽组成第4页，本讲稿共16页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。5温度计：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。第5页，本讲稿共16页恒温槽灵敏度 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tmax，最低温度为tmin,恒温槽的灵敏度te为第6页，本讲稿共16页恒温槽灵敏度 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。第7页，本讲稿共16页三、仪器装置第8页，本讲稿共16页水银接点温度计水银接点温度计(又称水银电导表）又称水银电导表）第9页，本讲稿共16页继电器的基本测量原理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。第10页，本讲稿共16页四、实验步骤四、实验步骤（1）将恒温槽所需元件按合理的排布组装成一套恒温槽，并接好所有的线路。（2）打开搅拌器和加热器（1000W电炉丝和100W灯泡），使恒温槽内的水温度升高，等温度计接近但还未到25时，关闭1000W电炉丝仅保留100W灯泡，通过调节水银触点温度计的调节帽，调节温度调节器的温度，最终准确调节温度为25，固定好调节帽。(此后整个实验不要再调温度！）当继电器指示灯的显示呈红绿交替时即可开始下一步骤。（3）待恒温槽温度恒温5min以上时，将精密温差测量仪读数“置零”（以后不要再“置零”！）。用精密温差测量仪测量已达设定温度的恒温槽的温度波动值，测定点选择恒温槽的上、中、下、左、中、右五点。第11页，本讲稿共16页（4）测定在100W灯泡加热器下恒温槽的温度波动曲线，每隔30s读数一次，连续记录20min或更长时间。（5）同法测定在1000W电炉丝加热器下恒温槽的温度波动曲线，每隔30s读数一次，连续记20min 或更长时间。（6）实验完毕后，断开电源，拆掉线路，松开磁铁上的小螺丝，清理实验台。实验步骤实验步骤第12页，本讲稿共16页实验步骤注意事项实验步骤注意事项n使用温度调节器设定的温度往往比数字贝克曼温度计显示的温度低。这与仪器的灵敏度以及信号在各个仪器间传输时的损耗有关，真实的温度要以数字贝克曼温度计显示的温度为准，温度调节器只是起到一个相对调节的作用，而不需要关心它的读数。n恒温时不能以接触温度计的刻度为依据，也不能以控温器的温度显示器为依据，必须以恒温槽中数字贝克曼温度计为准。n本实验中水的温度降低的速度比较慢，所以要谨慎操作，在水温达到25之前调节好控制器，如果不慎温度超过25的话可加入少量的冷水。n为使恒温槽温度恒定，接触温度计调至某一位置时，应将调节帽上的固定螺钉拧紧，以免使之因振动而发生偏移。n当恒温槽的温度和所要求的温度相差较大时，可以适当加大加热功率，但当温度接近指定温度时，应将加热功率降到合适的功率。第13页，本讲稿共16页五、数据记录和处理五、数据记录和处理实验日期：；室温：；气压：kPa测温元件位置测温元件位置上上中中下下左左右右温度波动值/tmax-0.004-0.0020.0070.0000.000tmin-0.026-0.007-0.002-0.002-0.004Tmax24.99624.99825.00725.00025.000Tmin24.97424.99324.99825.99824.996温差0.0220.0050.0090.0020.004恒温槽灵敏度0.0110.0020.0040.0010.002Tave25.096第14页，本讲稿共16页五、数据记录和处理五、数据记录和处理100W灯泡（系列1）和1000W电炉丝（系列2）加热功率曲线第15页，本讲稿共16页1.为了提高恒温槽的灵敏度，在设计恒温槽时要注意哪些方面？2.为什么开动恒温槽之前，要将接触温度计的标铁上端所指的温度调节到低于所需温度处，如果高了会产生什么后果。3.如果所需恒定的温度低于室温，如何装备恒温槽？4.恒温槽内各处的温度是否相等？5.通过实验结果讨论小功率加热和大功率加热对温度波动曲线的不同影响。六、思考题六、思考题第16页，本讲稿共16页