恒温装置和贝克曼温度计的使用 演示文稿

实验一恒温装置实验目的要求(1)熟悉恒温器的构造、原理和使用方法。预习要求(1)了解恒温水浴的构造和工作原理。(2学会使用恒温水浴，并调节所需温度以维持在±0.01℃~0.1℃。4.实验注意事项

(1)恒温水浴的温度调节应注意：当温度接近指定温度时，应左右旋转水银导电表的磁钢B，使继电器的加热指示灯处于“亮”“灭”状态，直到温度达到指定温度。此时加热指示灯刚好处于“灭”的状态，这样温度误差最小。5.实验原理

1.恒温器的工作原理物质的许多物理化学性质与温度成函数关系。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.在研究这些性质时，一般需要使用一个恒温装置，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。由于温度范围和准确度要求不同，恒温器的种类和设计也很多，但它们的基本结构和作用原理是大同小异的。这里介绍一种实验室中最广泛使用的恒温器。恒温槽的构造：恒温器由恒温槽、加热器、搅拌器、温度调节器（又称水银导电表）、继电器、温度计等构成（如图1~1所示）。(1)浴槽一般是由一个玻璃缸或金属锅，其中盛水（或油），为防止水槽内生长酶菌，应注意经常换水。对于40℃以上的恒温槽，水面上应加一层石蜡或橄榄油（豆油也可），以防止水的大量蒸发。(2)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。(3)搅拌器恒温器中所用的搅拌器，通常是电动搅拌器，以能激烈搅拌，使恒温槽内温度达到均匀一致为宜。(4)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。所用温度计在使用前需进行标化。（5）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，如接触温度计、热敏电阻感温元件等。6．电子继电器：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，在原理上似乎可行，但灵敏继电器的工作电流也需要数毫安，这样就容易在触针与水银面间产生电火花，水银被氧化而沾污毛细管，使水银柱上下移动不灵活，甚至使水银柱断开不能导电。继电器必须和电接点温度计、加热器配套使用。

电接点温度计是一支可以导电的特殊温度计，又称为导电表。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D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。

电接点温度计－－导电表:磁性螺旋调节器；B:电 极引出线；C:指示螺母；D:可调电极；E:上标尺；F:下标尺。接触温度计重要部分的结构图电接点温度计－－导电表当温度升高时，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。原理①当水银温度控制器中水银未接通时，电热器会自动加热。其原理是在交流电为正半周时，屏极自A点联得正电压250V，则电子可由阴极放射到屏极，使线圈内有电流通过，电磁铁产生磁性即将铁片吸下，并使二接触点接触，使电源与电热器接通而加热。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。控温效果可以用灵敏度Δt表示:t1为恒温过程中水浴的最高温度t2为恒温过程中水浴的最低温度

曲线:(a)表示恒温槽灵敏度较高;(b)表示恒温槽灵敏度较差;(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控温灵敏度曲线

②当水银温度控制器中水银与金属丝D接通时，则电热器自动停止加热。因此时栅极自B点取得负电压30V，而抑制阴极发射电子，屏极即得不到电子，线圈内无电流通过，磁铁失去磁性，铁片被弹回原位使接触点离开，则电热器停止加热，于是达到自动控制恒温的目的。恒温槽的装置示意图

1.浴槽；2.加热器；3.搅拌器；4.温度计；5.电接点温度计；6.继电器；7.贝克曼温度计

影响恒温槽灵敏度的因素很多，大体有:1.恒温介质流动性好，传热性能好，控温灵敏度就高;2.加热器功率要适宜，热容量要小，控温灵敏度就高;3.搅拌器搅拌速度要足够大，才能保证恒温槽内温度均匀;4.继电器电磁吸引电键，后者发生机械作用的时间愈短，断电时线圈中的铁芯剩磁愈小，控温灵敏度就高;5.电接点温度计热容小，对温度的变化敏感，则灵敏度高;6.环境温度与设定温度的差值越小，控温效果越好。超级恒温槽介绍是相对于普通恒温槽的控温精度较低而发展来的。它只能加热，不能制冷，因而只可提供室温以上的精确控温，一般最高温度在300℃以下，容积分6升系列（见上图）和15升系列（见下图）。由于最高温度的不同，或称为水槽、油槽。超级恒温槽广泛使用于精细化工、生物工程、医药食品、冶金、石油、农业等领域。为用户提供高精度的恒温场源，是研究院、高等院校、工矿企业实验室、质检部门理想的