物化试验竞赛辅导题要点

实验一实验一 恒温槽恒温性能的测试恒温槽恒温性能的测试 一、选择题一、选择题 题号 选项 1 C 2 C 3 A 4 D 5 D 6 C 7 B 8 A 9 B 10 D 1. 欲装配一个恒温性能良好的恒温槽，需要一些必要的仪器，但不包括（） 。 （A）温度计（B）接触温度计（（C C））贝克曼温度计（D）温度控制器 2. 接触温度计的作用是用来（） 。 （A）测定恒温槽的温度（B）测量恒温槽的温度波动 （（C C））设定恒温槽的恒温度计（D）提高恒温槽的灵敏度 3. 下面四条曲线分别代表A、 B、 C、 D 四个恒温槽的灵敏度曲线， 其中恒温效果最好的是 （） 。 控温灵敏度曲线 4. 欲提高恒温槽的灵敏度，下面说法错误的是（） 。 （A）搅拌速率要足够大，保证恒温槽内温度均匀 （B）恒温介质的流动性和传热性要好 （C）加热器的功率要适当 （（D D））指示恒温槽温度的温度计要精确 5. 某恒槽的灵敏度曲线如下图所示。对于该恒温槽的性能，下面描述正确的是（） 。 （A）恒温槽各部件配置合理（B）恒温槽散热太快 （C）加热功率过大（（D D））搅拌器的搅拌效果不好 6. 对恒温槽控温过程的描述，有下列四种说法：①接触温度计两引出线导通，加热器加热； ②接触温度计两引出线导通，加热器不加热；③接触温度计两引出线断开，加热器加热；④接触 温度计两引出线断开，加热器不加热。上述四种说法中正确的是（） 。 （A）①和③（B）①和④（（C C））②和③（D）②和④ 7. 欲使贝克曼温度计的水银柱液面在 25℃时停在 2.5 刻度位置，则调节贝克曼温度计所用恒 温水浴的温度大约为（） 。 （A）25℃（（B B））29.5℃（C）21.5℃（D）18℃ 8. 欲将恒温槽的温度调节到30℃， 调节时最好使接触温度计标铁的 （） 处于刻度板的 30℃ 位置处。 （（A A））上端面（B）中间部位（C）下端面（D）任何部位 9. 对贝克曼温度计的描述，下面说法正确的是（） 。 （A）用于测量温度的绝对值，精确读至0.01℃ （（B B））用于测量温差，精确读至0.01℃ （C）用于测量温度的绝对值，精确读至0.002℃ （D）用于测量温差，精确读至0.002℃ 10. 某同学在调节贝克曼温度计时，欲使水银液面在 30℃停在 2.5 刻度位置上，结果却停在 1.5 刻度位置上，可能的原因是（） 。 （A）在调节用的恒温水浴中放置时间过长 （B）从恒温水浴中取出贝克曼温度计后，用手腕击的操作太慢 （C）调节贝克曼温度计所用的恒温水浴温度略低 （（D D））调节贝克曼温度计所用的恒温水浴温度略高 二、思考题二、思考题 1. 1. 恒温槽的原理是什么？恒温槽的原理是什么？ 答： 接通电源后，加热器恒温槽内的水度升高达到预设时银膨胀上与面的金属丝接通，继电 器线圈内产生磁场，加热线路弹簧片被吸下，加热电路短路停止加热。等温度降低离开金属丝的 时候，弹簧片还原，加热电路闭合开始加热。这样往复地间断加热，使水温维持在一定的范围内。 2. 2. 恒温槽内各处的温度是否相等？为什么？恒温槽内各处的温度是否相等？为什么？ 答：不相等。因为加热器加热面积小，只能加热与它接触的液体。通过搅拌器搅拌加快液体 对流，从而快速地把热量传递给附近的液体。所以说，离加热器近，并且在液体流动方向上的温 度较高；在远离加热器，在加热器上游的液体温度较低。 3. 3. 怎样提高恒温槽的灵敏度？怎样提高恒温槽的灵敏度？ 答：影响恒温槽灵敏度的原因有： （1）恒温介质：介质流动性好，热容大，则精度高； （2）定温计：定温计的热容小，与恒温介质的接触面积大，水银与铂丝和毛细管壁间的粘附 作用小，则精度好； （3） 加热器： 在功率足以补充恒温槽单位时间内向环境散失能量的前提下， 加热器功率愈小， 精度愈好。另外，加热器本身的热容越小，加热器管壁的导热效率越高，则精度越好。 （4）继电器：电磁吸引电键，后者发生机械运动所需时间越短，断电时线圈中的铁芯剩磁越 小，精度越好。 （5）搅拌器：搅拌速度需足够大，使恒温介质各部分温度能尽量一致。 （6）部件的位置：加热器需放在搅拌器附近，以使加热器发出的热量能迅速传到恒温介质的 各个部分。 1/10℃温度计要放在加热器附近， 并且让恒温介质的旋转能使加热器附近的恒温介质不 断地冲向 1/10℃温度计的水银球。被研究体系一般要放在槽中精度最好的区域。测定温度的温度 计应放置在被研究体系的附近。 4. 4. 为什么在开动恒温装置前，为什么在开动恒温装置前， 要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低 于所需温度处？如果高了会产生什么后果？于所需温度处？如果高了会产生什么后果？ 答：避免设定由于加热器余热引起的超温现象，不适用冷却系统是应逐步接近，防止超温。 使用冰水混合物或溶解较大的固液混合物（如氯化铵-水体系）作冷却介质进冷却（设备一般应有 盘管等换热装置） 6. 6. 对于提高恒温装置的灵敏度，可从哪些方面进行改进？对于提高恒温装置的灵敏度，可从哪些方面进行改进？ 答：a 恒温介质流动性好，传热性能好，控制灵敏度高； b 加热器功率要适宜； c 搅拌器速度要足够大； d 继电器电磁吸引电键，后者发生机械作用的时间愈短，断电时线圈中的铁芯剩磁愈小， 控制灵敏度就高； e 电接点温度计热容小，对温度的变化敏感，则灵敏度高； f 环境温度与设定温度差值越小，控温效果越好。 7. 7. 影响恒温浴灵敏度的因素主要有哪些影响恒温浴灵敏度的因素主要有哪些? ?试作简要分析试作简要分析. . 答：影响灵敏度的因素与所采用的工作介质、感温元件、搅拌速度、加热器功率大小、继电 器的物理性能等均有关系。 实验二实验二 差热分析差热分析 1. 1. 为什么差热峰有时向上，有时向下？为什么差热峰有时向上，有时向下？ 答：差热峰的方向由两个因素决定。一是试样变化的热学性质，是放热还是吸热变化。二是 仪器是正接还是反接，即ΔT=TS-TR还是ΔT=TR-TS。在两个因素影响下峰的方向如下表： 峰的方向 正接 反接 吸热 向下 向上 放热 向上 向下 2. 2. 克服基线漂移，可以采取哪些措施？克服基线漂移，可以采取哪些措施？ 答：基线漂移主要是由于试样和参比物的热学性质不同造成的。因此克服基线漂移有三个方 面的方法。一是减小试样和参比物的热学性质差异；二是减小这种差异造成的影响；三是数据处 理方法。 1）减小试样和参比物的热学性质差异：（1）选择合适的参比物，要求在实验温区的热学性 质与试样相似并且稳定。（2）采用试样稀释方法，在填入试样前，先加参比物垫底约0.5MM，填 入后再用参比物覆盖，混合物与参比物的热学性质差异变小。但要求试样与参比物不反应。 2）减小热学性质差异造成的影响：（1）降低升温速率，使系统更接近准平衡状态，可以减 少温度传导过程的影响。（2）对样品进行预处理，并使用小量样品，也可以增加分辨率，减少基 线漂移。（3）适当选择均温块，增大系统的热惯性，降低对这种差异的敏感度。（4）适当选择 热电偶位置，选择测量试样的中心温度或者表面温度，测量参比物中心温度还是炉内温度等。 3