一、实验题目
   本实验的目的是通过恒温槽的构造了解恒温原理,掌握恒温调节的技术,并学会贝克曼温度计的使用方法和分析恒温槽的恒温性能。
  二、实验原理
   恒温槽是以某种液体为介质的恒温装置。依靠恒温控制器来自动调节其热平衡,当恒温槽因对外散热而使介质温度降低时,恒温控制器就使恒温槽内的加热器工作。待加热到设定温度时,它又使加热器停止加热,这样周而复始就可以使液体介质的温度在一定范围内保持恒定。  恒温槽的构造包括浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和恒温控制器。
  恒温操作是通过调节感温元件(接触温度计)的“通”“断”实现继电器对加热器控制加热。
  恒温槽控制的温度有一个波动范围,而不是控制在某一固定不变的温度,灵敏度是衡量恒温
槽恒温性能的标志。灵敏度
           
  其中分别为贝克曼温度计的读数最高值与最低值。灵敏度曲线是以温度为纵坐标,以时间为横坐标,绘制的“温度—时间”曲线。
  三、实验操作
  1.将蒸馏水注入浴槽至容积的2/3处,将接触温度计、搅拌器、电热器、温度计和继电器等安装好。
  2.将恒温槽温度依次调节20、25、30℃。注意:每次旋转接触温度计的调节帽时应少许旋转,在调节过程中绝对不能以接触温度计的刻度为依据,必须以1/10℃温度计为准,接触温度计的读数只能给我们一个粗略的估计。
  3.在30℃时将贝克曼温度计调到刻度的2.5左右,并安放到恒温槽中。
  4.测定恒温槽的灵敏度。在30℃的恒温槽中,用手表每隔2分钟记录一次贝克曼温度计的读数,测定60min。
  四、数据记录和处理
  1、将实验测定的数据记录于表中:(室温:18.2℃压力:98.5kpa)

  2.恒温槽的灵敏度
           ℃= 0.064℃
   以上表中的时间为横坐标,贝克曼温度计读数为纵坐标,绘制恒温槽的灵敏度曲线如下图所示:

  五、实验结果与讨论
   从上面的灵敏度曲线可能看出,恒温槽的温度是在设定温度(30℃)上下波动,最大波动幅度小于±0.1℃,说明此恒温槽的恒温效果良好;感温元件灵敏;恒温槽的热容量与加热功率搭配合理;搅拌器、接触温度计与加热器之间的距离合适。
   应当指出的是,本实验所绘制的灵敏度曲线只是粗略地反映了恒温槽温度的波动情况,因为在2分钟的测量间隔内,可能会发生接触温度计的“通”、“断”情况,这时贝克曼温度计读数将会发生变化。若测量间隔很短,且其他条件(搅拌速率、环境温度等)不变,则灵敏度曲线是很规则的、周期性变化的曲线。
   本实验是以水作为恒温介质,控制温度范围0~90℃。对于其它的控制温度范围,应选用别的介质,经查阅文献(吕惠娟等:《物理化学实验》,吉林大学出版社,1999:18)可知,控温范围为-60~30℃,使用乙醇或乙醇水溶液;80~160℃,甘油;70~120℃,液体石蜡或硅油。另外,对于低于室温恒温的控制,应配上循环冷却装置(罗澄源等,物理化学(第二版),高等教育出版社,1991:256)。
   通过本实验我们了解到,恒温控制原理在现实生活中的应用比比皆是,如电冰箱、空调、洗浴热水器和电饭褒等。所不同的是,它们所用的感温元件不同。