1、 中國石油大學（華東）現代遠程教育實驗報告課程名稱：物理化學實驗名稱：恒溫槽調節與影響恒溫槽靈敏度因素考察實驗形式：在線模擬+現場實踐提交形式：在線提交實驗報告學生：王振江學 號：年級專業層次：函授15 化工工藝 函授高起專學習中心：函授站 提交時間： 2016年 6月 5日一、實驗目的1了解恒溫槽的構造與恒溫原理，考察恒溫槽靈敏度的影響因素，掌握恒溫槽的使用方法。2學習使用熱敏電阻與自動平衡記錄儀測定溫差的方法二、實驗原理恒溫槽裝置示意圖如圖1所示，由槽體、恒溫介質、加熱器（或冷卻器）、溫度指示器、攪拌器和溫度控制器等部分組成。繼電器必須和接觸溫度計、加熱器配套使用。接觸溫度計是一支可以導電

2、的特殊溫度計，又稱為導電表或水銀控制器，如圖2所示。它有兩個電極，一個固定與底部的水銀球相連，另一個可調電極是金屬絲，由上部伸入毛細管。頂端有一磁鐵，可以旋轉螺旋絲桿，用以調節金屬絲的高低位置，從而調節設定溫度。當溫度升高時，毛細管中水銀柱上升與一金屬絲接觸，兩電極導通，使繼電器線圈中電流斷開，加熱器停止加熱; 當溫度降低時，水銀柱與金屬絲斷開，繼電器線圈通過電流，使加熱器線路接通，溫度又回升。如此，不斷反復，使恒溫槽控制在一個微小的溫度區間波動，被測體系的溫度也就限制在一個相應的微小區間，從而達到恒溫的目的。 恒溫槽的溫度控制裝置屬于“通”“斷”類型，當加熱器接通后，恒溫介質溫度上升，熱量的

3、傳遞使水銀溫度計中的水銀柱上升。但熱量的傳遞需要時間，因此常出現溫度傳遞的滯后，往往是加熱器附近介質的溫度超過設定溫度，所以恒溫槽的溫度超過設定溫度。同理，降溫時也會出現滯后現象。由此可知，恒溫槽控制的溫度有一個波動圍，并不是控制在某一固定不變的溫度。為了考察諸因素對恒溫槽靈敏度的影響，需要用熱敏電阻測量恒溫槽介質溫度的漲落，一般要配用不平衡電橋和自動記錄儀。 影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有：（1） 加熱器功率；（2） 攪拌器的轉速；（3） 恒溫介質的流動性；（4） 各部件的位置；（5） 環境溫度與設定溫度的差值等。圖1： 恒溫槽的裝置示意1、 浴槽；2、加熱器；3、攪拌器；4、溫度計；

4、5、接觸溫度計；6、繼電器； 7、熱敏電阻 圖2：接觸溫度計結構示意圖1、磁鐵；2、固定螺釘；3、螺桿；4、標鐵；5、鎢絲；6、水銀柱；7、水槽；8、接觸點引線三、實驗儀器恒溫槽電子繼電、甲電池不平衡電橋記錄儀變壓器變阻箱熱敏電阻四、操作步驟 安裝恒溫槽在玻璃缸中加入蒸餾水至容積的2/3處，將加熱圈放入槽體，安裝接觸溫度計、精密溫度計，固定攪拌器，安裝攪拌桿，調節各連線布局合理。連接好控溫電路調節恒溫槽至30°C順時針轉動接觸溫度計上方磁鐵，調節標鐵位置，使其上連低于指定溫度1-2°C。接通電源，打開攪拌器開關，調節轉速，打開電子繼電器開關。黃燈亮，加熱器開始加熱，黃燈滅，

5、稍等片刻，觀察水銀溫度計，若低于30°C，順時針調節接觸溫度計上方磁鐵；黃燈亮，停止預熱，黃燈滅，稍等片刻，觀察水銀溫度計，若低于30°C，以逐步逼近的調節方法，使恒溫槽溫度恒定在30°C±0.1°C的圍。恒溫槽溫度達到30°C后，固定溫度計調節帽上的螺釘。恒溫510分鐘，待水槽各處溫度均勻后開始實驗實驗：考察加熱器功率與攪拌器轉速對恒溫槽靈敏度的影響將甲電池連接至電橋上，注意正負極；將電阻箱與電橋相連，接好熱敏電阻，將記錄儀信號線接至電橋上，將變壓器與電子繼電器相連。打開電源，調節量程為5mv，調節記錄儀紙速為30cm/h，調節加熱

6、器電壓為220伏，正常攪拌速度，將電橋開關打至通路。根據熱敏電阻阻值，調節電阻箱數值，使記錄筆位置位于記錄紙中央，觀察記錄儀畫出的溫度波動曲線。其它條件不變，調節電壓為80伏，觀察記錄儀畫出的溫度波動曲線，考察加熱功率對恒溫槽靈敏度的影響。恢復加熱器電壓為220伏，降低攪拌器轉速，觀察記錄儀畫出的溫度波動曲線，考察攪拌速度對恒溫槽靈敏度的影響。實驗結束，關閉記錄儀電源；停止攪拌，關閉繼電器五、實驗數據處理實驗中記錄的不同條件下恒溫槽溫度波動峰如圖1所示。從記錄紙上讀出各條件下溫度波動的峰高數，計算溫度波動與其平均值，數據列于表1中。 圖1 加熱功率與攪拌速率對恒溫槽溫度波動的影響 表

7、1 加熱功率與攪拌速率對恒溫槽靈敏度的影響220V，正常攪拌 80V，正常攪拌 220V，慢速攪拌 峰格數/個 41.510.255.5峰格數/個42.010.556.8峰格數/個40.510.357.0峰平均格數/個41.310.356.4平均溫度（°C） 0.190.0470.26溫度波動（°C） ±0.095±0.024±0.13說明：記錄儀0.0046°C/格實驗結果說明，低的加熱功率與高的攪拌速率有利于提高恒溫槽的靈敏度，實驗中采取的220V、正常攪拌（恒溫介質液面剛有小漩渦）條件下，能夠滿足一般實驗要求恒溫槽溫度波動在±0.1°C的靈敏度要求圍。六、分析與結論根據實驗得知，影響恒溫槽靈敏度的因素很多，大體有：（1）恒溫介質：流動性好，傳熱性能好，則控溫靈敏度高；（2）加熱器：功率適宜，熱容量小，則控溫靈敏度高；（3）攪拌器：攪拌速率要足夠大，才能保證恒溫槽溫度均勻；（4）各部件的位置：加熱器、攪拌器和接觸溫度計的位置應接近，使被加熱的液體能立即攪拌均勻，并流經接觸溫度計與時進行溫度控制（5）環境溫度與設定溫度的