(恒溫水浴性能測(cè)試).教案副頁(yè)(恒溫水浴性能測(cè)試)

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1、教案時(shí)間分配教學(xué)過(guò)程備注實(shí)驗(yàn)1恒溫槽的構(gòu)造及性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，掌握恒溫操作技術(shù)?！?．繪制恒溫槽的靈敏度曲線，學(xué)會(huì)分析恒溫槽的性能。二．基本原理恒溫槽是實(shí)驗(yàn)工作中常用的一種以液體為介質(zhì)的恒溫裝置，根據(jù)溫度控制范圍，可用以下液體介質(zhì):-60度～30度用乙醇或乙醇水溶液;0度～90度用水;80度～160度用甘油或甘油水溶液;70度～300度用液體石蠟、汽缸潤(rùn)滑油、硅油。恒溫槽的構(gòu)造：由浴槽、溫度計(jì)、攪拌器、加熱器、接觸溫度計(jì)（或?qū)щ姳恚⒗^電器等部分組成。1．浴槽包括缸和液體介質(zhì)。缸：有玻璃的（透明，易觀察），金屬（

2、易保溫）其容積為：10L。液體介質(zhì)：根據(jù)要求恒定的溫度范圍，選用不同的工作介質(zhì)。1000C以內(nèi)使用水為介質(zhì)，1000C以上的用石臘或甘油。2．溫度計(jì)為了觀察恒溫槽的溫度，可選用1/10刻度的溫度計(jì)。3．?dāng)嚢杵骷訌?qiáng)液體介質(zhì)的攪拌，對(duì)保證恒溫槽各部位溫度的均勻起著非常重要的作用。以小型40W電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)應(yīng)安裝在加熱器附近。4．加熱器用以補(bǔ)償槽中液體向環(huán)境散失的熱量。常用的是電加熱器。-7-5．感溫元件感溫元件是恒溫浴的中樞，是決定恒溫槽靈敏度的關(guān)鍵所在。本實(shí)驗(yàn)采用的感溫元件為接觸溫度計(jì)（又稱水銀導(dǎo)電表）。它有兩個(gè)電極，一個(gè)固定與底部的水銀球相連，另一

3、個(gè)可調(diào)電極D是金屬絲，由上部伸入毛細(xì)管內(nèi)。頂端有一磁鐵，可以旋轉(zhuǎn)螺旋絲桿，用以調(diào)節(jié)金屬絲的高低位置，從而調(diào)節(jié)設(shè)定溫度。當(dāng)溫度升高時(shí)，毛細(xì)管中水銀柱上升與一金屬絲接觸，兩電極導(dǎo)通，使繼電器線圈中電流斷開，加熱器停止加熱;當(dāng)溫度降低時(shí)，水銀柱與金屬絲斷開，繼電器線圈通過(guò)電流，使加熱器線路接通，溫度又回升。如此，不斷反復(fù)，使恒溫槽控制在一個(gè)微小的溫度區(qū)間波動(dòng)，被測(cè)體系的溫度也就限制在一個(gè)相應(yīng)的微小區(qū)間內(nèi)，從而達(dá)到恒溫的目的。6．繼電器是用來(lái)控制接觸溫度計(jì)的“通”與“斷”，繼電器必須與加熱器和接觸溫度計(jì)相連，才能起控溫作用。恒溫槽的控溫原理為：將控溫儀

4、的設(shè)定旋鈕（圓形刻度盤）調(diào)至欲控制之溫度（如25℃），此時(shí)感溫探頭將探測(cè)的介質(zhì)溫度（應(yīng)低于設(shè)定值）與設(shè)定溫度相比較，如低于設(shè)定溫度，則溫控儀命令介質(zhì)中的加熱器工作（此時(shí)溫控儀上加熱指示燈亮），使介質(zhì)的溫度升高，攪拌器保持介質(zhì)溫度均勻。當(dāng)介質(zhì)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溫控儀指令停止加熱（此時(shí)加熱指示燈滅，恒溫指示燈亮）。隨著介質(zhì)向外散熱，溫度會(huì)逐漸低于設(shè)定值，溫控儀指令加熱器工作，如此反復(fù)進(jìn)行控制，自動(dòng)保持介質(zhì)溫度的恒定。由于傳熱、感溫都需要一定的時(shí)間，會(huì)使補(bǔ)充熱量與溫度的升降之間存在滯后，導(dǎo)致恒溫槽內(nèi)介質(zhì)的溫度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。這種隨溫度時(shí)間而變化的曲

5、線，稱為恒溫槽的靈敏曲線。在靈敏度曲線上，最高溫度T2-7-與最低溫度T1之差的一半，稱為恒溫槽的靈敏度。靈敏度是衡量一臺(tái)恒溫槽控精度的物理量。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的恒溫槽，通常要求其靈敏度在±0.1℃之內(nèi)。S值愈小，表示該恒溫水浴性能愈好，測(cè)定靈敏度(S)的方法是：在設(shè)定溫度ts下，采用精密溫差測(cè)量?jī)x來(lái)觀察恒溫水浴溫度隨時(shí)間的變化情況，以溫度為縱坐標(biāo)，與溫度相應(yīng)的時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制靈敏度曲線，通過(guò)對(duì)曲線的分析，可以對(duì)恒溫水浴的靈敏度作出評(píng)價(jià)。二．儀器試劑超級(jí)恒溫水浴一臺(tái)，精密電子溫度計(jì)1支，秒表1個(gè)三．實(shí)驗(yàn)步驟1．將蒸餾水加入恒溫水洛槽內(nèi)（至容積

6、2/3）2．調(diào)節(jié)恒溫水浴至設(shè)定溫度（設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度為300C）。（1）調(diào)節(jié)恒溫水浴為350C：使觸點(diǎn)溫度計(jì)的指示螺母位于大約330C（有的儀器需調(diào)低于約為100C），接通電源，加熱，注視1/100C溫度計(jì)的讀數(shù)。如低于350C，需重新調(diào)節(jié)接觸溫度計(jì)標(biāo)鐵。當(dāng)溫度計(jì)達(dá)到350C時(shí)，使鎢絲與水銀處于剛剛接通與斷狀態(tài)（這一狀態(tài)可由電子繼電器的紅指示燈來(lái)判斷，紅燈亮表示加熱），然后固定調(diào)節(jié)帽。需要注意在調(diào)節(jié)過(guò)程中，決不能以接觸溫度計(jì)的刻度為依據(jù)，必須以1/100C的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)為準(zhǔn)（2）按上述步驟，將恒溫度水浴重新調(diào)節(jié)至300C。3．恒溫水浴靈敏度曲線的測(cè)定

7、當(dāng)恒溫水浴的溫度在350C處上下波動(dòng)，每隔2min記一次精密溫差測(cè)量?jī)x的溫度，將所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理列表。五．?dāng)?shù)據(jù)記錄與處理-7-繪制恒溫水浴的（溫度與時(shí)間）靈敏度曲線，并從曲線中確定其靈敏度。六．思考題1．影響恒溫水浴靈敏度的因素有哪些？2．提高恒溫浴槽的靈敏度，采取什么措施？3．思考：如果所需恒定的溫度低于室溫，如何裝置恒溫槽？精密溫差測(cè)量?jī)x在實(shí)驗(yàn)室中如果要求精密地測(cè)量溫度，必須使用刻度精細(xì)的溫度計(jì)，例如要求溫度計(jì)讀數(shù)誤差不超過(guò)±0.0020C，則溫度計(jì)上的最小刻度必須至少至0.010C。由于玻璃溫度計(jì)不可能做得很長(zhǎng)，就不可能使一支溫度計(jì)既有

8、相當(dāng)大的溫度范圍，而且又有精細(xì)刻度。因此一般使用多根溫度計(jì)，每根都有不同的溫度范圍，而且刻度精細(xì)。如果不需要知道溫度的絕對(duì)值，只要求測(cè)定某微小溫度變化