综合化学实验报告
题目: 恒温槽的装配和性能测试 学院: 化学与材料工程学院 专业: 化学（师范） 班级: 11化本 姓名: 周聪聪 学号: 11111314145 指导老师: 何道法
一、研究背景（前言）
在许多物理化学实验中，由于待测的数据如折射率、粘度、电导、蒸汽压、电动势、化学反应的速度常数‘电力平衡常数等都与温度有关。因此，这些实验都必须在恒温的条件下进行，这就需要各种恒温的设备。通常用恒温槽来控制温度，维持恒温。恒温槽之所以能够恒温，主要是依靠恒温控制起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，恒温控制器就能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。因此，这种加热-散热的恒温方法由于温度的变化、测量具有一定的滞后性，即使搅拌器具有适宜的转速，也必然导致温度在一定程度上的波动。我们将测试不同恒温温度与环境温度温差情况下的恒温槽恒温性能。在物理化学实验中，由于要维持温度的相对恒定，对于恒温槽的灵敏性，即槽内温度的波动幅度有很高的要求。测量恒温槽在不同情况下的性能，对于分析并改进恒温槽的灵敏度有着十分重要的作用【1】。
二、实验目的
1、了解恒温槽的结构及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。 2、绘制恒温槽灵敏度曲线，学会分析恒温槽的性能。 3、掌握贝克曼温度计和接触温度计的调节及使用方法。 4、了解温度的PID控制技术。
三、实验原理
①温度是一个极其特别的物理量。在热力学中时常出现，在日常生活中也无处不在。在物理化学实验中所测得的数据，如黏度、密度、蒸气压、表面张力、折射率、电导、化学反应速率常数等都与温度有关。所以，许多物理化学实验必须在恒温条件下进行。通常用恒温槽来控制温度维持温度。恒温槽所以能维持恒温，主要依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。
②恒温槽一般有浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件、恒温控制器等部分组成
恒温槽装置示意图： 1、浴槽 2、加热器 3、搅拌器 4、温度计 5、电接点温度计 6、继电器 7、贝克曼温度计
1、浴槽：通常有金属槽和玻璃槽两种。其容量和形状视需要而定。
2、加热器：通常的是电热器。根据恒温槽的容量、恒温温度以及与环境的温差大小来选择电热器的功率。
3、搅拌器：一般用电动搅拌器，搅拌速度可调，使槽内各处温度尽可能保持相同。
4、温度计：常用1/10℃温度计作为观察温度用。为了测定恒温槽的灵敏度，可用1/100℃温度计或贝克曼温度计。所用温度计在使用前需进行标化。
5、感温元件：它是恒温槽的感觉中枢，是提高恒温槽精度的关键所在。感温元件的种类很多，如接触温度计、热敏电阻感温元件等。 6、电子继电器：用来控制恒温槽加热器“通”“断”电的装置。
③恒温槽灵敏度
△t=(t1-t2)/2
t1为恒温过程水浴的最高温度，t2为恒温过程水浴的最低温度
四、实验仪器
1、玻璃缸 2、接触温度计 3、贝克曼温度计 4、温度计（ 1/10℃ ） 5、停表 6、搅拌器 7、电子继电器 8、加热器
五、实验步骤
1.如图搭好并电焊控温装置
2.恒温槽的装配
在玻璃缸中加入蒸馏水至容积2/3处，按原理图将各部件搭好，接好线路。
3.调节贝克曼温度计
将贝克曼温度计调好，使其水银面在30℃时位于2.5℃左右刻度。
4.恒温槽的调试
打开控温装置，调节温度计至30℃，打开搅拌器，置于合适的速度，打开加热器，置于合适的功率，等待恒温。
5.30℃、35℃恒温槽灵敏度的测定
待温度达到所需温度恒温20分钟后，每半分钟从贝克曼温度计上读一次温度，测定30分钟。
六、结果与讨论
1、列表记录实验数据 30℃ 时间（min） 温度（℃） 0.5 29.992 1.0 29.983 1.5 29.974 2.0 30.028 2.5 30.063 3.0 30.053 3.5 30.043 4.0 30.034 35℃ 时间（min） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 温度（℃） 34.980 34.959 34.940 34.919 34.9 35.002 34.980 34.959 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 30.026 30.017 30.008 30.000 29.992 29.984 29.974 30.0 30.049 30.038 30.028 30.016 30.007 29.997 29.987 29.975 30.071 30.062 30.053 30.042 30.032 30.022 30.012 30.004 29.995 29.986 29.977 30.073 30.062 30.053 30.042 30.034 30.026 30.016 30.007 29.998 29.9 29.980 30.066 30.056 30.045 30.037 30.027 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 34.937 34.917 34.911 34.987 34.967 34.949 34.930 34.912 35.044 35.000 34.980 34.960 34.941 34.922 34.905 35.007 34.987 34.967 34.949 34.932 34.914 35.001 34.992 34.973 34.955 34.936 34.916 34.984 34.996 34.979 34.958 34.938 34.918 35.003 35.006 34.987 34.970 34.953 34.935 34.916 35.016 35.012 34.994 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 30.018 30.009 29.998 29.988 30.012 30.074 30.063 30.054 30.044 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 34.977 34.959 34.940 34.921 34.974 35.002 34.984 34.9 34.947 2、以时间为横坐标，温度为纵坐标，绘制30℃、35℃的温度—时间曲线，计算恒温槽的灵敏度，并对恒温槽的性能进行评价。
（1）
灵敏度△t=（30.074-29.974）/2=0.05 性能评价：加热器功率太高。
（2）
灵敏度△t=（35.044-34.9）/2=0.0725 性能评价：加热器功率太低或散热太快。
七、思考题
1、恒温槽的恒温原理是什么？ 答：恒温槽中的热敏电阻温度计与接点温度计通过电磁构成一个负反馈机制。当水槽中温度低于设定值时，加热器工作，使水槽温度上升；当温度升高到设定值时，温度调节电路接通，磁力将加热回路中的弹簧片吸下，断开加热回路；当温度再次降到设定值以下之后，温度调节电路断开，电磁铁失去磁性，加热装置接通。如此反复，使恒温槽维持在恒定温度上下波动[2]。
2、恒温槽内各处的温度是否相等？为什么？ 答：恒温槽内各处温度并不相等。
恒温槽的热传递过程可以表示为：加热器——水——环境。在该过程中，恒温槽内各处都能起储存能量和传递能量的作用，而热量的传递要求恒温槽内各处存在温差，即及恒温槽内各处温度不相等。一般的认为，加热器附近的温度最高，其他地方的温度则受布局、搅拌速度和加热功率等的影响。
3、怎样提高恒温槽的灵敏度？ 答：
①提高各元件的灵敏度
②通过元件相对位置的改变，找出最佳的位置组合。
③适当的提高搅拌功率，提高恒温介质流动性，传热性能。 ④选用合适的加热电压。
八、参考文献：
[1]郭继业.恒温槽装配和性能测定[J]. 中科大地空学院地化专业.2004,11（5）：40~42.
评分 指导师
