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实验室用得最多的是水银温度计和有机**温度计。
水银温度计测量范围广、刻度均匀、读数准确,但玻璃管破损后会造成汞污染。
有机**(如乙醇、苯等)温度计着色后读数明显,但由于膨胀系数随温度而变化,故刻度不均匀,读数误差较大。
(2)玻璃管**温度计的安装和使用
玻璃管**温度计要安装在便于读数的场所,不能倒装,也应尽量不要倾斜安装。
玻璃管**温度计应安装在没有大的振动,不易受碰撞的设备上,特别是有机**玻璃温度计,如果振动很大,容易使液柱中断;玻璃管**温度计的感温泡中心应处于温度变化最敏感处。
在玻璃管**温度计保护管中应加入甘油、变压器油等,以排除空气等不良导体,减小读数误差。
为了准确地测定温度,用玻璃管**温度计测定物体温度时,如果指示液柱不是全部插入欲测的物体中,会使测定值不准确,必要时需进行校正。
水银温度计读数时应按凸液面的最高点读数;有机**玻璃温度计则应按凹液面的最低点读数。
使用过程中应避免温度计骤冷骤热,温度计不经预热立即插入热介质中并突然从热介质中抽出是常见的不正确使用方法,这种做法往往会使水银柱断开,引起感温泡晶粒变粗、零位变动过限而使温度计报废。
(3)玻璃管**温度计的校正
玻璃管**温度计在进行温度精确测量时要进行校正,校正方法有两种,一种是与标准温度计在同一状况下比较,另一种是利用纯质相变点如冰-水-水蒸气系统校正。
与标准温度计在同一状况下比较校正法:实验室内将待校验的玻璃管**温度计与标准温度计插入恒温槽中,待恒温槽的温度稳定后,比较被校验温度计与标准温度计的示值。
示值误差的校验应采用升温校验,因为对有机**来说它与毛细管壁有附着力,在降温时,液柱下降会有部分**停留在毛细管壁上,影响读数的准确性。
水银玻璃管温度计在降温时也会因摩擦而发生滞后现象。
如果实验室内无标准温度计可作比较,亦可用冰-水-水蒸气的相变温度来校正温度计。
如用水和冰的混合液校正0℃(在100mL烧杯中,装满碎冰和冰块,然后注入蒸馏水至液面达到冰面下2cm处,插入温度计使刻度便于观察或是露出零刻度于冰面之上,搅拌并观察水银柱的改变,待其所指温度恒定时,记录读数,这即是校正过的零度,注意不要使冰块完全熔化),或用水和水蒸气校正100℃(在试管内加入沸石及10mL蒸馏水。
调整温度计使其水银球在液面上3cm处。
以小火加热,并注意蒸汽在试管壁上冷凝形成一个环,控制火力使该环在水银球上方约2cm处。
观察水银柱读数直到温度保持恒定,记录读数,再经过气压校正后即是校正过的100℃)。
2.热电偶温度计
热电偶温度计是以热电效应为基础,将温度变化转化为热电势变化进行温度测量的仪表。
它结构简单,坚固耐用,使用方便,精度高,测量范围宽,便于远距离、多点、集中测量和自动控制,在工业生产和科研领域中应用极为普遍。
(1)热电偶的测温原理
热电偶测温依据的原理是1821年塞贝克发现的热电现象。
如果将两根不同材料的金属导线A和B的两端焊在一起,这样就组成了一个闭合回路。
因为两种不同金属自由电子的密度不同,当两种金属接触时,在两种金属的交界处就会因电子密度不同而产生电子扩散,扩散结果为在两金属接触面两侧形成静电场,即接触电势差。
这种接触电势差仅与两金属的材料和接触点的温度有关,温度越高,金属中的自由电子就越活跃,致使接触处所产生的电场强度增加,接触面电动势也相应增高,由此可制成热电偶测温计。
其中,直接用作测量介质温度的一端叫作工作端(也称为测量端),另一端叫作冷端(也称为补偿端)。
冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
图3-9 热电偶温度计
(2)常用热电偶的特性
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表供选用。
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