物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),如折光率、粘度、密度、表面張力、蒸氣壓、平衡常數(shù)、速率常數(shù)等,都與溫度有關(guān),對(duì)這些性質(zhì)的測(cè)定,必須在恒溫條件下進(jìn)行。欲控制被研究體系的溫度,通常采用兩種方法:一是利用物質(zhì)的相變溫度的恒定性來控制溫度,例如水和冰的混合物(0℃)、沸點(diǎn)水(100℃)、液氮(-l959℃)等。此方法雖然簡(jiǎn)單,但對(duì)溫度的選擇卻有一定限制;二是利用電子調(diào)'節(jié)系統(tǒng),對(duì)加熱器或制冷器的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),使被控對(duì)象處子設(shè)定的溫度之下。本文主要對(duì)恒溫槽的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)介紹。

根據(jù)溫度的控制范圍可用下列液體介質(zhì):

-60~30℃用乙醇或乙醇水溶液;

0~90℃用水

80~l60℃用甘油或甘油水溶液;

70~一一300℃用液體石蠟、硅油、汽缸潤(rùn)滑油。

一、恒溫槽的構(gòu)造及工作原理

常溫(室溫~250℃)恒溫槽的裝置示意圖如圖II-5所示。

1浴槽

浴槽包括容器和液體介質(zhì)。如果要求設(shè)定的溫度與室溫相差不太大,通常可用20L的圓形玻璃缸作容器。若設(shè)定的溫度較高較低,則應(yīng)使整個(gè)槽體保溫,遞的速度,提高恒溫精度。恒溫水浴以恒溫水做工作置稍作改動(dòng)并選用其他合適質(zhì),如對(duì)裝置稍微作改動(dòng)并選用其他合適的液體為公眾介質(zhì)，則上訴恒溫浴可在較大的溫度范圍內(nèi)使用。

2溫度計(jì)

觀察恒溫浴的溫重可選用分度值為01℃的水銀溫度計(jì),而測(cè)量恒溫浴的靈敏度時(shí)則應(yīng)采用貝克曼溫度計(jì)。置應(yīng)盡量靠近被測(cè)體系。

3攪拌器

攪拌器由小型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),其功率可選擇40W,用變速器或變圧器來調(diào)節(jié)攪拌速度。攪拌器一般安裝在加熱器附近,使熱量迅速傳遞,以使槽內(nèi)各部位溫度均勻。

4加熱器

在要求設(shè)定溫度比室溫高的情況下,須不斷供給熱量以補(bǔ)償水浴向環(huán)境散失的量。電加熱器的選擇原則是熱容量小、導(dǎo)性能好、功率適當(dāng)。如果容量為20L的槽,要求恒溫在20~30℃之間,可選200~300W的電加熱器;室溫過低時(shí),則選用較大功率的加熱器或釆用兩組加熱器。

5接觸溫度計(jì)

接觸溫度計(jì)又稱水銀導(dǎo)電表,其結(jié)構(gòu)如圖II-6所示。它的毛細(xì)管中懸有一根可上下移動(dòng)的金屬絲,從水銀糟也引出一根金屬，兩根金屬絲通過引出線接到繼電器的信號(hào)反饋端上。在接觸溫度計(jì)的上部裝有一根可隨頂部的磁性螺旋調(diào)節(jié)帽旋轉(zhuǎn)螺桿，用來調(diào)節(jié)金屬絲觸點(diǎn)的高低（逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)磁性螺旋調(diào)節(jié)帽，觸點(diǎn)降低，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)磁性螺旋調(diào)節(jié)帽，觸點(diǎn)上升。）螺桿上有一溫度調(diào)節(jié)指示螺母，螺母的上沿在溫度標(biāo)尺上鎖指示的溫度就是大致的控溫設(shè)定溫度值（例如要控制溫度在30℃時(shí),可使螺母上沿指到標(biāo)尺30℃處,這時(shí)金屬絲觸點(diǎn)位于下半段標(biāo)尺30℃處)。

當(dāng)浴槽溫度低于設(shè)定值時(shí),加熱器開始加熱,浴槽溫度升高,水銀膨脹使水銀柱上升至觸點(diǎn)與金屬絲相接,接觸溫度計(jì)線路接通,此時(shí)線路II為通路(參看圖Il-5),繼電器內(nèi)線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng),將彈吸下,線路I斷開,加熱器即停止加熱。隨后浴糟熱量向外擴(kuò)散,使浴槽溫度下降,當(dāng)浴槽溫度低于設(shè)定值時(shí),水銀收縮并與觸點(diǎn)脫離,線路II不通,繼電器的電磁效應(yīng)消失,彈**回到原來位置,使線路I又成為通路,加熱器又開始加熱,浴槽溫度又開始回升。這樣,接觸溫度計(jì)反復(fù)工作,而使體系溫度得到控制。可以說接觸溫度計(jì)是恒溫浴的**,對(duì)恒溫起著關(guān)鍵的作用。

由于接觸溫度計(jì)上的溫度刻度很粗糙,恒溫槽的**溫度應(yīng)由另一支精密溫度計(jì)指示。當(dāng)所需的控溫溫度穩(wěn)定時(shí),將調(diào)節(jié)帽上的鎖定螺絲旋緊,使之不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.繼電器

繼電器必須與加熱器和接觸溫度計(jì)相連,才能起到控溫作用,實(shí)驗(yàn)室常用的繼電器有電子管繼電器和品體管繼電器,繼電器的工作原理請(qǐng)參閱有關(guān)說明書。