恒温水浴的组装及其性能测试.ppt

化学化工实验中心 物理化学实验课件 * 物理化学实验（EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY） 南通大学（Nantong University） * 制作：张跃华 张其平 恒温水浴的组装及其性能测试 1、了解恒温水浴的构造及其工作原理，学会恒温水浴的装配技术 2、测绘恒温水浴的灵敏度曲线 3、掌握贝克曼温度计的调节技术和正确使用方法 一、实验目的 恒温水浴的组装及其性能测试 许多物理化学数据的测定，必须在恒定温度下进行。欲控制被研究体系的某一温度，通常采取两种办法：一是利用物质的相变点温度来实现；另一种是利用电子调节系统，对加热器或致冷器的工作状态进行调节，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。它通过电子继电器对加热器自动调节，来实现恒温目的。当恒温水浴因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器使加热器工作。到体系再次达到设定温度时，又自动停止加热，这样周而复始，就可以使体系温度在一定范围内保持恒定。 二、实验原理 恒温水浴的组装及其性能测试 三、实验仪器 恒温水浴的组装及其性能测试 三、实验仪器 （一）浴槽 浴槽包括容器和液体介质。如要求设定的温度与室温相差不太大，通常可用20L的圆形玻璃缸作容器。若设定的温度较高（或较低），则应对整个槽体保温，以减小热量传播速度，提高恒温精度。 恒温水浴以水为工作介质。如对装置稍作改动并选用其它合适液体作为工作介质，则上述恒温浴可在较大的温度范围内使用。 （二）加热器 在要求设定温度比室温高的情况下，必须不断供给热量以补偿水浴向环境散失的热量。电加热器的选择原则是热容量小、导热性能好、功率适当。如果容量为20dm3的浴槽，要求恒温在20~30℃之间，可选用200~300W的电加热器。室温过低时，则选用较大功率或采用两组加热器。 （三）搅拌器 搅拌器以小型电动机带动，其功率可选40W，用变速器或变压器来调节搅拌速度。搅拌器一般应安装在加热器附近，使热量迅速传递，以使槽内各部位温度均匀。 恒温水浴的组装及其性能测试 三、实验仪器 （四）温度计 观察恒温浴的温度可选用分度值为0.1℃的水银温度计，而测量恒温浴的灵敏度时应采用贝克曼温度计。温度计的安装应尽量靠近被测系统。 （五）电接点温度计 电接点温度计又称水银导电表。水银球上部焊有金属丝，温度计上半部有另一金属丝，两者通过引出线接到继电器的信号反馈端。电接点温度计顶部的磁性螺旋调节帽，用来调节金属丝触点的高低。同时，从温度计调节指示螺母在标尺的位置可以估读出大致的控温设定温度值。浴槽温度升高时，水银膨胀并上升至触点，继电器内线圈通电产生磁场，加热线路弹簧片跳开，加热器停止加热。随后浴槽热量向外扩散，使温度下降，水银收缩并与触点脱离，继电器的电磁效应消失，弹簧片弹回而接通加热器回路，系统温度又开始回升。这样接触温度计反复工作，而使系统温度得到控制。可以说，电接点温度计是恒温浴的中枢，对恒温起着关键作用。 值得注意的是，电接点温度计所指示的温度不是很精确，浴槽的温度以温度计为准，如果温度计示数没有达到设定温度，加热器停止加热，应上调电接点温度计控温设定值；相反如果温度计示数达到设定温度，加热器没有停止加热，则应下调电接点温度计控温设定值。 恒温水浴的组装及其性能测试 三、实验仪器 （六）继电器 继电器必须与加热器和电接点温度计相连，才起到控温作用。实验室使用的继电器有电子管继电器和晶体管继电器。必须注意，晶体管继电器不能在高温下工作，因此不能用于烘箱等高温场合。 现在常用来控温的还有控温仪，它兼有电接点温度计和继电器的作用。 （七）贝克曼温度计 贝克曼温度计是用来测量温差的，在物理化学实验中，常常需要对系统的温度差进行精确的测量，如燃烧热的测定、凝固点降低法测定相对分子质量等均要求温度测量精确到0.002℃。然而普通温度计不能达到此精确度，需用贝克曼温度计进行测量。 贝克曼温度计的构造如图所示，它也是水银温度计的一种，与一般水银温度计不同之处在于，除了在毛细管2下端有一大的水银球3外，还在温度计的上部有水银储槽1。 右图所示的是玻璃贝克曼温度计，操作、读数都有一定的难度，现在用得较多的是数字式贝克曼温度计——温差测量仪。 恒温水浴的组装及其性能测试 四、实验步骤 （一）将水灌入浴槽至容积的五分之四处。按图安装好加热器、搅拌器、温度计、电接点温度计、继电器，并接线。 （二）调节恒温水浴至设定温度。假定室温为20℃，欲设定实验温度为25℃，其调节方法如下：先旋开电接点温度计上端螺旋调节帽的锁定螺丝，再旋动磁性螺旋调节帽，使温度指示螺母位于大约24℃处。接通电源，开启加热器和搅拌器令其工作，注视温度计的读数，当达到24℃左右时，再次转动磁性螺