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1、實驗一恒溫槽的裝配與性能測試一.實驗?zāi)康模?.了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，初步掌握其裝配和調(diào)試的基本技術(shù)。2.繪制恒溫槽靈敏度曲線。3.掌握水銀接點溫度計，繼電器的基本測量原理和使用方法。二.實驗原理：恒溫控制可分為兩類，一類是利用物質(zhì)的相變點溫度來獲得恒溫，如冰水混合物（0°C）、液氮（77.3°C）、沸點丙酮（56.5°C）、沸點萘（56.5°C）等。另一類是利用電子調(diào)節(jié)器加以向動調(diào)節(jié)。在近代實驗技術(shù)屮普遍應(yīng)用后者。其?優(yōu)點是溫度可以任意選定，控溫精度商。恒溫槽是實驗工作中常用的一種以液體為介質(zhì)的恒溫裝置。用液體作介質(zhì)的優(yōu)點是熱荇
2、量大和導(dǎo)熱性好，從而使溫度控制的穩(wěn)定性和靈敏度大為提高。根據(jù)溫度控制的范圍，可采用下列液體介質(zhì)：-6（TC?3（TC—一乙醇或乙醇水溶液；0°C-90°C——水；8CTC?160°C——甘油或甘油水溶液；7CTC?200'C—一液體石蠟、汽缸潤滑油、硅油。恒溫槽通常由下列構(gòu)件組成：1、浴槽2、加熱器3、攪拌器4、水銀溫度計5、電接觸溫度汁（導(dǎo)電表）6、繼電器（控制器）7、貝克曼溫度計圖1-1恒溫水浴的控溫示意圖1.槽體：如果控制的溫度同室溫相差不是太大，用敞口大玻璃缸作為槽體是比較滿意的。對于較高和較低溫度，則應(yīng)考慮保溫問題。具有循環(huán)
3、泵的超級恒溫槽，有時僅作供給恒溫液體之用，而實驗則在另一工作槽屮進行。2.加熱器及冷卻器：如果要求恒溫的溫度高于室溫，則須不斷向槽中供給熱量以補償其向叫周散失的熱量：如恒溫的溫度低于室溫，則須不斷從恒溫槽収走熱量，以抵償環(huán)境向槽中的傳熱。在前一種情況下，通常采用電加熱器間歇加熱來實現(xiàn)恒溫控制。對電加熱器的要求是熱容量小、導(dǎo)熱性好，功率適當(dāng)。選擇加熱器的功率最好能使加熱和停止的時間約各占一半。3.溫度調(diào)節(jié)器：溫度調(diào)節(jié)器的作用是當(dāng)恒溫槽的溫度被加熱或冷卻到指定值時發(fā)出信號，命令執(zhí)行機構(gòu)停止加熱或冷卻：離開指定溫度時則發(fā)出信號，命令執(zhí)行機構(gòu)
4、繼續(xù)工作。目前普遍使用的溫度調(diào)節(jié)器是汞定溫計（接點溫度計）。它與汞溫度計不同之處在于毛細管中懸有一根可上下移動的金屬絲，金屬絲再與溫度控制系統(tǒng)連接。4.溫度控制器：溫度控制器常巾繼電器和控制電路組成，故又稱電子繼電器。從汞定溫計傳來的信號，經(jīng)控制電路放大后，推動繼電器去開關(guān)電熱器。5.攪拌器：加強液體介質(zhì)的攪拌，對保證恒溫槽溫度均勻起著非常重要的作用。設(shè)計一個優(yōu)的恒溫槽應(yīng)滿足的基本條件是：（1）定溫計靈敏度高，（2）攪拌強烈而均勻，（3）加熱器導(dǎo)熱良好而且功率適當(dāng)，（4）攪拌器、汞定溫計和加熱器相互接近，使被加熱的液體能立即攪拌均勻并
5、流經(jīng)定溫計及時進行溫度控制。本實驗是應(yīng)用電子繼電器和電接點溫度計共同完成控溫目的的。如圖1-1所示，電接點溫度計（Tr）有兩個電極，其屮一個電極是可調(diào)電極，由上部伸入毛細管內(nèi)，末端可由磁性螺旋桿隨意調(diào)節(jié)；另一個電極為固定電極，它伸入溫度計底部與水銀柱相接。這樣，將電接點溫度計置于水浴中，利用磁性螺旋桿可將標鐵調(diào)節(jié)到欲控制的溫度上。當(dāng)水浴巾的液體溫度升高時，水銀柱上升，兩極導(dǎo)通，反之則斷開。兩電極的通斷又影響著電子繼電器（虛線框部分）中通過線圈J的電流的大小。J的電流大時，則產(chǎn)生的磁力強，克服彈簧（S）的彈力而吸下開關(guān)K使加熱器（II）
6、導(dǎo)通工作，反之則停止加熱。恒溫槽的靈敏度及其測定恒溫槽的靈敏度是衡量恒溫槽恒溫性能好壞的主要標志。靈敏度與水銀接點溫度汁中毛細管的飢細，金屬絲與水銀接觸處是否淸潔，攪拌器的效果，加熱器功率的人小，恒溫槽的體積大小及其熱W:散失，繼電器的靈敏度等諸多因素有關(guān)。為了測定恒溫槽的靈敏度，可在指定溫度K，采用貝克曼溫度計來測定恒溫槽溫度的微小變化，作出恒溫槽溫度T隨時間t變化的曲線，如圖1-1所示。圖1-1曲線a表示恒溫槽的靈敏度良好，溫度的波動極微??；曲線b表示靈敏度較差，需要更換較靈敏的水銀接點溫度計；曲線c表示加熱器的功率太大；曲線d表
7、示加熱器的功率太小。圖1-2恒溫ffl的靈敏度曲線若靈敏度曲線上的最高溫度為T&最低溫度為T&則恒溫槽的靈敏度TE可表示為槽溫是由槽內(nèi)的O.VC分度的精密溫度訃指示的，以T表示，則恒溫槽的溫度以T±Te一.實驗步驟：1.根據(jù)所給元件和儀器，安裝恒溫槽，并接好線路。經(jīng)教師檢查完畢，方可接通電源。2.槽體中放入約4/5界積的蒸餾水。3.旋松汞定溫計上端的調(diào)節(jié)帽固定螺絲，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帽，使汞定溫計的溫度較希望控制的溫度低一定溫度，打開攪拌器，繼電器，然后加熱。加熱過程中要嚴格觀察恒溫槽中的精密溫度計，以防實際溫度超過設(shè)定溫度。4.仔細觀察恒溫槽
8、屮的精密溫度計，根椐其與控制溫度差伉的大小，進一步調(diào)節(jié)帽調(diào)節(jié)接點溫度計，反復(fù)進行，直到實際溫度在沒定溫度的一定范圍內(nèi)波動。調(diào)節(jié)時開始付以調(diào)節(jié)幅度大些，當(dāng)實際溫度快接近設(shè)定溫度時，調(diào)節(jié)幅度要很小，不然很容易沖溫。5.將調(diào)節(jié)
