物質的物理性質和化學性質,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,對這些性質的測定,必須在恒溫條件下進行。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℃)、沸點水(100℃)、液氮(-l959℃)等。此方法雖然簡單,但對溫度的選擇卻有一定限制;二是利用電子調'節(jié)系統(tǒng),對加熱器或制冷器的工作狀態(tài)進行自動調節(jié),使被控對象處子設定的溫度之下。本文主要對恒溫槽的外形結構進行相關介紹。

根據(jù)溫度的控制范圍可用下列液體介質:

-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、汽缸潤滑油。

一、恒溫槽的構造及工作原理

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。如果要求設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。若設定的溫度較高較低,則應使整個槽體保溫,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并選用其他合適質,如對裝置稍微作改動并選用其他合適的液體為公眾介質，則上訴恒溫浴可在較大的溫度范圍內使用。

2溫度計

觀察恒溫浴的溫重可選用分度值為01℃的水銀溫度計,而測量恒溫浴的靈敏度時則應采用貝克曼溫度計。置應盡量靠近被測體系。

3攪拌器

攪拌器由小型電動機帶動,其功率可選擇40W,用變速器或變圧器來調節(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,以使槽內各部位溫度均勻。

4加熱器

在要求設定溫度比室溫高的情況下,須不斷供給熱量以補償水浴向環(huán)境散失的量。電加熱器的選擇原則是熱容量小、導性能好、功率適當。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,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

接觸溫度計又稱水銀導電表,其結構如圖II-6所示。它的毛細管中懸有一根可上下移動的金屬絲,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反饋端上。在接觸溫度計的上部裝有一根可隨頂部的磁性螺旋調節(jié)帽旋轉螺桿，用來調節(jié)金屬絲觸點的高低（逆時針轉動磁性螺旋調節(jié)帽，觸點降低，順時針轉動磁性螺旋調節(jié)帽，觸點上升。）螺桿上有一溫度調節(jié)指示螺母，螺母的上沿在溫度標尺上鎖指示的溫度就是大致的控溫設定溫度值（例如要控制溫度在30℃時,可使螺母上沿指到標尺30℃處,這時金屬絲觸點位于下半段標尺30℃處)。

當浴槽溫度低于設定值時,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與金屬絲相接,接觸溫度計線路接通,此時線路II為通路(參看圖Il-5),繼電器內線圈通電產(chǎn)生磁場,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散,使浴槽溫度下降,當浴槽溫度低于設定值時,水銀收縮并與觸點脫離,線路II不通,繼電器的電磁效應消失,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,接觸溫度計反復工作,而使體系溫度得到控制。可以說接觸溫度計是恒溫浴的**,對恒溫起著關鍵的作用。

由于接觸溫度計上的溫度刻度很粗糙,恒溫槽的**溫度應由另一支精密溫度計指示。當所需的控溫溫度穩(wěn)定時,將調節(jié)帽上的鎖定螺絲旋緊,使之不發(fā)生轉動。

6.繼電器

繼電器必須與加熱器和接觸溫度計相連,才能起到控溫作用,實驗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參閱有關說明書。