物理化学实验报告恒温水浴的组装及其性能测试.docx
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物理化学实验报告恒温水浴的组装及其性能测试
物理化学实验报告:
恒温水浴的组装及其性能测试
恒温水浴的组装及其性能测试
一.实验目的:
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。
二.实验原理:
许多物理化学数据的测定,必须在恒温度下进行。
欲控制被研究体系的某一温度,通常采用取两种方法:
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,对加热器或制冷器的工作状态进行自动调节,使被控对象处于设定温度下,本试验的恒温水浴就是一种常用控温装置,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,继电器迫使加热器工作,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稳定。
普通恒温水浴的结构是由浴槽、温度计、搅拌器、加热器、接触温度计(或称导电表)和继电器等部分组成。
其装置如下图1.1:
恒温水浴工作原理的简述:
1、浴槽:
浴槽包括容器和液体介质。
如果要求设定的温度与室温相差不大,通常可用20dm3的圆形玻璃钢做容器,若设定的温度较高(或较低),则应对整个槽体保温,以减小热量传递速度,提高恒温精度。
恒温水浴以蒸馏水为工作介质。
如对装置稍作改动并选用其他合适液体为工作介质,则上述恒温可在较大范围内使用。
2、温度计:
观察恒温浴的温度可选用分度值为0.1摄氏度的水银温度计,而测量恒温浴的灵敏度事应采用贝克曼温度计。
温度计的安装位
是加热器功率过大,热惰性小引起的较指定温度t高的超调量;d是加热功率太小,或槽浴散热太快,引起较指定温度t低的低调量;曲线b是加热器功率适中,但热惰性大引起的较指定温度t高(或低)的超调量,需更换较灵敏的温度控制器;曲线a加热器功率适当,热惰性亦小,温度波动小的较理想情况。
由于外界因素干扰的随机性,实际控温灵敏度曲线要复杂些。
三.实验仪器:
水银接触温度计,水银温度计,搅拌器,加热器,贝克曼温度计,继电器,停表
四.实验步骤:
1.将蒸馏水灌入浴槽至容积的五分之四,先安装加热器,再安装搅拌器,接触温度计,继电器,温度计
2.调节恒温水浴设定温度。
假定室温25℃,设定实验温度为40℃,旋动磁性螺旋调节帽,使温度指示螺母位于大约38℃处,接通电源,开启加热器和搅拌器令其工作,注视温度计读数,当达到38℃左右时,根据显示器的温度显示,再次转动磁性螺旋调节帽,缓慢加热,使温度升至40℃为止。
3.恒温水浴灵敏度曲线的测定
当恒温水浴的温度在40℃上下波动时,每隔两分钟记录一次贝克曼温度计的读数,将数据整理列表。
五.数据处理:
1.列表记录实验数据
时间由0-60分钟每隔两分钟记录数字一次。
控温在38℃左右,实验温度40℃。
间隔时间/min
温度
/℃
间隔时间/min
温度
/℃
间隔时间/min
温度
/℃
2
40.082
22
39.825
42
39.937
4
39.998
24
39.997
44
39.846
6
39.916
26
40.047
46
40.064
8
39.828
28
39.967
48
39.983
10
40.089
30
39.820
50
39.896
12
40.004
32
40.038
52
39.922
14
39.917
34
40.031
54
39.942
16
39.825
36
39.858
56
39.937
18
40.066
38
40.078
58
39.847
20
39.981
40
40.022
60
40.065
2.恒温水浴的灵敏度曲线,并从灵敏度曲线中确定其灵敏度
灵敏度大约为±0.043℃。
3.根据灵敏度曲线,对组装的恒温水浴性能进行评价。
温度为40℃时,恒温水浴灵敏度较好。
六.问题思考:
1.影响恒温浴灵敏度的因素主要有哪些?
答:
恒温介质流动性好传热性能好,控温灵敏度就高;加热器功率要适宜,热容量要小,控温灵敏度就高;搅拌器的搅拌速度足够大,保证恒温槽内温度均匀;继电器电磁吸引电建,后者发生机械作用的时间越短,断电时线圈中的铁芯剩磁越小,控温灵敏度就高;电接点温度计热容小,对温度的变化敏感,则灵敏度高;环境温度与设定温度的差值越小,控温效果越好。
2.欲提高恒温浴的控温精度,应采取什么措施?
答:
介质的流动性好,功率适宜,搅拌器速要足够大,接触式温度计热容小,对温度变化敏感。
3.恒温槽恒温的原理是什么?
答:
恒温槽之所以能够恒温,主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。
当恒温槽的热量由于对外散失而使其温度降低时,恒温控制器就驱使恒温槽中的电加热器工作。
待加热到所需要的温度时,它又会使其停止加热,使恒温槽温度保持恒定。
4.如何提高恒温槽的灵敏度?
试加以分析讨论。
答:
灵敏度的高低是衡量恒温槽恒温优劣的主要标志。
它不仅与温控仪所选择的感温元件、继电器、接触式温度计等灵敏度有关,而且与搅拌器的效率、加热器的功率、恒温槽的大小等因素有关。
加热器与搅拌器应放得近一些。
这样利于热量的传递。
感温元件探头应放在合适的位置并与槽中的温度计相近,以正确地确定温控仪面板上的指示温度.并且不宜放置得太靠近边缘。
5.恒温槽内各处的温度是否相等?
为什么?
答:
恒温槽内各处的温度不相等,因为加热时仅仅是依靠电热丝的发热使水的局部温度升高,然后由于热量的传递才使水的其它部分温度升高。
七.实验总结:
1.注入恒温介质必须适量,太满会外溢,不足则不起作用。
用水作介质时.必须使用蒸馏水。
2.使用完毕必须关闭电源开关,并整理清洁。
3.在恒温控制调节过程中不能以接触温度计的刻度当作温度读数,它只是给我们一个粗略的指示。
另外,当温度达到比设定的恒定温度低1℃左右时,必须细致地调节。
4.做实验时要认真仔细实事求是。
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