恒温槽调节及影响恒温槽灵敏度因素考察报告
中国石油大学,华东,现代远程教育
实验报告
课程名称:物理化学
实验名称:恒温槽调节及影响恒温槽灵敏度
因素考察
实验形式:在线模拟+现场实践
提交形式:在线提交实验报告
学生姓名: 学 号:
年级
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专业层次: 网络春高起专
学习中心: 青岛校区学习中心
提交时间: 2013 年 6 月 29 日
一、实验目的
1(了解恒温槽的构造及恒温原理，考察恒温槽灵敏度的影响因素，掌握恒温槽的使用方法。 2(学习使用热敏电阻及自动平衡
记录
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仪测定温差的方法
二、实验原理
恒温槽装置示意图如图1所示，由槽体、恒温介质、加热器(或冷却器)、温度指示器、搅拌器和温度控制器等部分组成。继电器必须和接触温度计、加热器配套使用。接触温度计是一支可以导电的特殊温度计，又称为导电
表
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或水银控制器，如图2所示。它有两个电极，一个固定与底部的水银球相连，另一个可调电极是金属丝，由上部伸入毛细管内。顶端有一磁铁，可以旋转螺旋丝杆，用以调节金属丝的高低位置，从而调节设定温度。当温度升高时，毛细管中水银柱上升与一金属丝接触，两电极导通，使继电器线圈中电流断开，加热器停止加热; 当温度降低时，水银柱与金属丝断开，继电器线圈通过电流，使加热器线路接通，温度又回升。如此，不断反复，使恒温槽控制在一个微小的温度区间波动，被测体系的温度也就限制在一个相应的微小区间内，从而达到恒温的目的。
恒温槽的温度控制装置属于“通”“断”类型，当加热器接通后，恒温介质温度上升，热量的传递使水银温度计中的水银柱上升。但热量的传递需要时间，因此常出现温度传递的滞后，往往是加热器附近介质的温度超过设定温度，所以恒温槽的温度超过设定温度。同理，降温时也会出现滞后现象。由此可知，恒温槽控制的温度有一个波动范围，并不是控制在某一固定不变的温度。为了考察诸因素对恒温槽灵敏度的影响，需要用热敏电阻测量恒温槽内介质温度的涨落，一般要配用不平衡电桥和自动记录仪。
影响恒温槽灵敏度的因素很多，大体有:(1) 加热器功率;(2) 搅拌器的转速;(3) 恒温介质的流动性;(4) 各部件的位置;(5) 环境温度与设定温度的差值。
图1: 恒温槽的装置示意
1、 浴槽;2、加热器;3、搅拌器;4、温度计
5、接触温度计;6、继电器; 7、热敏电阻
图2:接触温度计结构示意图
1、磁铁;2、固定螺钉;3、螺杆;4、标铁;
5、钨丝;6、水银柱;7、水槽;8、接触点引线
三、实验仪器
恒温槽、不平衡电桥、记录仪、变压器、变阻箱、电子继电器、热敏电阻
四、操作步骤
1、安装恒温槽，将加热圈放入槽体，安装接触温度计、精密温度计，固定搅拌器，安装搅拌杆，调节各连线布局合理。
2、调节恒温槽至30?C。顺时针转动接触温度计上方磁铁，调节标铁位置，使其上连低于指定温度1-2?C。接通电源，打开搅拌器开关，调节转速，打开电子继电器开关。黄灯亮，加热器开始加热，黄灯灭，观察水银温度计，若低于30?C，以逐步逼近的调节方法，使恒温槽温度恒定在30?C?0.1?C的范围内。恒温槽温度达到30?C后，固定温度计螺钉。 3、将甲电池连接至电桥上，将电阻箱与电桥相连，接好热敏电阻，将记录仪信号线接至电桥上，将电压器与电子继电器相连。打开电源，调节好记录仪，调节加热器电压为220伏，正常搅拌速度，打开电桥开关至通路。根据热敏电阻阻值，调节电阻箱数值，观察记录仪画出的温度波动曲线。
其它条件不变，调节电压为80伏，观察记录仪画出的温度波动曲线，考察加热功率对恒温槽的影响。
恢复加热器电压220伏，降低搅拌器转速，观察记录仪画出的温度波动曲线，考察搅拌速度对恒温槽的影响。
五、实验数据处理
实验中记录的不同条件下恒温槽温度波动峰如图1所示。从记录纸上读出各条件下温度波动的峰高数，计算温度波动值，数据列于表1中。
实验结果说明，低的加热功率及高的搅拌速率有利于提高恒温槽的灵敏度，实验中采取的220V、正常搅拌(恒温介质液面刚有小漩涡)条件下，能够满足一般实验要求恒温槽温度波动在?0.1?C的灵敏度要求范围。
图1 加热功率及搅拌速率对恒温槽温度波动的影响
表1 加热功率及搅拌速率对恒温槽灵敏度的影响
220V，正常搅拌 80V，正常搅拌 220V，慢速搅拌
峰?格数/个 41.5 10.2 55.5
峰?格数/个 42.0 10.5 56.8
峰?格数/个 40.5 10.3 57.0
峰平均格数/个 41.3 10.3 56.4
平均温度(?C) 0.19 0.047 0.26
温度波动(?C) ?0.095 ?0.024 ?0.13
说明:记录仪0.0046?C/格
六、分析及结论
根据实验得知，影响恒温槽灵敏度的因素很多，大体有:
(1)恒温介质的流动性:流动性好，传热性能好，则控温灵敏度高;
(2)加热器的功率:功率适宜，热容量小，则控温灵敏度高;
(3)搅拌器的转速:搅拌速率要足够大，才能保证恒温槽内温度均匀。 备注:该报告纳入考核，占总评成绩的10%。
浙公网安备 33021202002483