PDF《物理化学实验》

3 (5). 恒温控制器:我们实验室采用的温控仪是

7 有测温部件的控温仪.它采用稳定性能 较好的热敏电阻作为感温元件,感温时间较短、使用方便、调速快、精度高并能进行遥控遥 测.这个感温元件又因使用了特殊的烧结工艺,故只需要将此感温元件(探头)放在所需的 控温部位,就能在控温的同时,从测温仪表上精确地反应出被控温部位的温度值.如图 1-2 所示. 图1-2 控温原理图 由图 1-2 我们可知控温仪是由感温电桥、交流放大器、相敏放大器、控温执行继电器四 部分组成.热敏电阻 Rt 及R

11、R

12、R16 和电位器 Rp 组成交流感温电桥,当热敏电阻探头感 受的实际温度低于给定温度时,桥路输出变为负信号,使J1 开始动作,并触发 J2 启动闭合, 接通外接加热回路,这时加热器导通开始对体系加热,当感受到的温度与给定温度相同时, 桥路平衡,无信号输出,J1 恢复常开状态,使J2 失去触发信号而恢复常开状态,断开加热回 路, 加热停止. 当实际温度再下降时控温执行继电器再次动作, 重复上述过程达到控温目的. 该仪器的测温系统是利用直流电桥的不平衡从而在电表上迅速指示精确的温度值, 而得到测 温结果. 但是这种恒温装置属于 通 断 二端式控温,因此不可避免地存在着一定的滞后现 象,如温度的传递、感温元件(热敏探头或接触式温度计)继电器、电加热器等的滞后.所以 恒温水浴控制的温度存在有一定的波动范围, 而不是控制在某一固定不变的温度. 其波动范 围越小,槽内各处的温度越均匀,恒温水浴的灵敏度越高.灵敏度的高低是衡量恒温水浴恒 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

4 关,而且与搅拌器的效率、加热器的功率、恒温水浴的大小等因素有关.搅拌的效率越高, 温度越易达到均匀,恒温效果越好.加热器的功率用可调变压器进行调节,以保证在恒温水 浴达到所需的温度后减小电加热的余热, 减小温度过高或过低地偏离恒定温度的程度. 此外, 恒温水浴装置内的各个部件的布局对恒温水浴的灵敏度也有一定的影响.一般布局原则是: 加热器与搅拌器应放得近一些,这样利于热量的传递. 恒温水浴灵敏度的测定是在指定温度下观察温度的波动情况. 也可在同一温度下改变恒 温水浴内各部件的布局来测量,从而找出恒温水浴的最佳和最差布局.也可选定某一布局, 改变加热器电压和搅拌速度测定对恒温水浴温度波动曲线的影响. 该实验用较灵敏的数字贝克曼温度计,在一定的温度下,记录温度随时间的变化.以温 度为纵坐标,以时间为横坐标绘制成温度―时间曲线,即为灵敏度曲线.如图 1-3 所示. 图1-3 恒温水浴灵敏度曲线示意图 Ts 为设定温度,波动最低温度为 T1,波动最高温度为 T2,则恒温水浴的灵敏度为:

2 1

2 T T S ? ± =

三、仪器与药品: 玻璃缸(配电加热圈和搅拌)

1 个 秒表

1 个 数字贝克曼温度计

1 支 数字温控仪

1 台 蒸馏水

四、实验步骤: (1) 将蒸馏水注入水浴槽中,根据恒温水浴组装的原则,按图 1-1 分别将所需各部件按要求 装备好. (2) 使用数字温控仪设定水浴温度为 30℃,选择合适的回差.

5 (3) 加热器功率调节为强,待水浴温度快速达到设定的温度后将功率调节为弱. (4) 将数字贝克曼温度计调制 温差 档位,设定基温为 40℃. (5) 使用秒表计时,每隔 15s 读取并记录数字贝克曼温度计的读数.读取