CN2876775Y

CN2876775Y - 溶解热测定仪

Info

Publication number: CN2876775Y
Application number: CN 200620070790
Authority: CN
Inventors: 姜新民; 姜天纬; 冯双生; 姜学军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-29

Abstract

本实用新型涉及一种溶解热测定仪，其特征在于包括溶解杯、加热器、温度计、搅拌器及控制器，温度计、加热器和搅拌器均是一端安装在溶解杯的杯盖上，另一端伸入杯体内，控制器为加热器和搅拌器提供工作电压，控制加热器和搅拌器的工作与否，并对加热器的工作时间进行计时。本实用新型采用一体化设计，结构合理、体积小、外形美观、操作简单，其测定的实验数值与文献值一致，准确度、精密度高，实验重复性好。

Description

溶解热测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种测定仪，特别涉及一种测定盐在水中溶解热的实验仪器。

背景技术

一定量溶质溶解时产生的热效应与温度、压力和溶剂的量有关，并随溶剂量的增加而增大并趋近一常数。在25℃和101325Pa下1摩尔物质溶解形成无限稀溶液时所产生的热效应被称为摩尔溶解热。通常盐类在水中溶解的摩尔比达1∶300时，溶解热即趋于极值。

盐在水中溶解过程可分为两步，即晶格的破坏和离子的溶剂化。前者是吸热过程，后者是放热过程。总的能量得失决定整个溶解过程是吸热还是放热，即决定热焓ΔH是正值还是负值。

目前在实验中，尤其是大学物理化学实验中，通常使用杜瓦瓶并配备温度计、搅拌器和电热器作为量热计，且还须配备稳压电源、伏特计、安培计、秒表及配有鳄鱼夹及接线叉的各类导线和固定各类仪器的铁架台等等。

杜瓦瓶须配上合适的软木塞，在软木塞上打五个孔，分别为加样孔、温度计插孔、U型玻璃管插孔和搅拌器插孔。

U型玻璃管中插入用小功率电阻丝绕制的加热丝，两端固定，并在U型玻璃管中加入硅油，通常使用直流稳压电源提供一个6V左右的相对稳定的直流稳压电压，组成一个加热系统。

这种方法使用的技术设备陈旧，使得实验测定值与理论值有一定差距，甚至差距较大，导致教学实验效果不理想。这其中包括：

软木塞上打孔，其相对的位置不易打准。经常需要更换U型玻璃管或每次实验插入搅拌器时，彼此之间经常产生不配套、不易固定的情况。

U型玻璃管中插入的用小功率电阻丝绕制的加热丝，其加热功率存在大小不一的问题，功率大小都会对实验产生一定的影响。且学生实验过程中易将加热丝从玻璃管中拔出。

搅拌器相对于木塞上的孔不易定位，搅拌棒有时会与杜瓦瓶摩擦生热。

加热开始与手动计时之间所产生的误差。

实验装置中采用接线柱固定和鳄鱼夹连接，存在大量的焊点和导线本身的电阻必然使电信号产生失真。

实验所需部件较多，非标准件较多，存在着误差的叠加，对测试结果产生影响，导致测量结果产生误差。

发明内容

本实用新型要解决的就是现有技术存在的上述缺陷，为人们提供一种适合于大学物理化学实验所用的测定盐在水中溶解热的新型溶解热测定仪。

本实用新型包括溶解杯、加热器、温度计、搅拌器及控制器，温度计、加热器和搅拌器均是一端安装在溶解杯的杯盖上，另一端伸入杯体内，控制器为加热器和搅拌器提供工作电压，控制加热器和搅拌器的工作与否，并对加热器的工作时间进行计时。

上述控制器由变压器、整流滤波电路A、整流滤波电路B、调压电路A、调压电路B、控制电路A、控制电路B、计时器构成，市电经变压器变压后分两路输出，一路经整流滤波电路A整流、滤波后，再经调压电路A调压后为搅拌器提供工作电压，第二路经整流滤波电路B整流、滤波后，再经调压电路B调压后为加热器提供工作电压；变压器的另一路输出经整流滤波电路B整流、滤波后，输出到控制电路A和B，控制电路A和B用于控制加热器的工作与否，并通过计时器对加热器的工作时间进行计时。

本实用新型采用一体化设计，结构合理、体积小、外形美观、操作简单，其测定的实验数值与文献值一致，准确度、精密度高，实验重复性好。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型控制箱面板的示意图。

图3为本实用新型的溶解杯结构示意图。

图4为本实用新型控制器的原理方框图。

图5为本实用新型控制器的电原理图。具体实施方式

具体实施方式

参见图1-图3，本实用新型由溶解杯1、加热器3、温度计4、搅拌器5、控制器、可伸缩拉杆6及底座构成。控制器安装在控制箱7内，溶解杯1、可伸缩拉杆6及控制箱7均固定在底座8上。溶解杯1的杯体采用双层不锈钢真空保温结构，其内表面喷塑，这样可增加保温效果，降低热损。溶解杯1的杯盖与可伸缩拉杆6相连，可随拉杆升、降和旋转，成为可提升旋转杯盖，从而便于加样和清洗。

为便于安装加热器3、温度计4和搅拌器5，杯盖上设有三个位距合理的小孔。加热器3、搅拌器5由铜制镀镍管制成。搅拌器电机采用无级调速电机，封装在杯盖内，即安全又防水搅拌电机。

参见图2和图3，本实用新型的控制器由变压器、整流滤波电路A、整流滤波电路B、调压电路A、调压电路B、控制电路A、控制电路B、计时器构成，市电经变压器降压后分两路输出，一路经整流滤波电路A整流、滤波后，再经调压电路A调压后为搅拌器提供工作电压，第二路经整流滤波电路B整流、滤波后，再经调压电路B调压后为加热器提供工作电压；变压器的另一路输出经整流滤波电路2整流、滤波后，输出到控制电路，通过控制电路控制加热器3的工作与否，并通过计时器对加热器3的工作时间进行计时。

本实用新型的变压器采用隔离变压器，交流220V电源经过隔离变压器降压后，一路经由二极管D1-D4和滤波电路C1组成的整流滤波电路整流、滤波后分成两路，第一路经由开关K、电位器W₁(开关K和电位器W同轴)、电容C2和三端可调集成电路IC₃(LM317)组成调压电路A调压后供搅拌器的电机M使用，前述调压电路A通过调整电位器的阻值来调压。

第二路经由互锁开关K₁、电位器W₂、三端可调集成电路IC₄(LM317)组成的调压电路B调压后，供给加热器3作预调加热准备工作。为了便于调压，调压电路B中接有电流表(A)和电压表(V)。按下K₁调整W₂，通过电流表(A)和电压表(V)调节、监控与记录实验所需要的电流与电压值，以完成实验前的预调准备工作。

交流220V电源经过隔离变压器降压后的另一路经由二极管D5-D8及滤波电容C3组成的整流滤波电路B整流滤波后分为两路，一路供给由互锁开关K₄(双刀)、R₁、C₄、R₄、C₆、J₁、G₁和IC₁组成的控制电路A，其中R₁、C₄组成一个短暂的延时电路。IC₁、R₄、G₁、J₁组成一个0、1转换开关电路。另一路供给由互锁开关K₅、IC₂、C₅、R₂、R₅、C₇、G₂和J₂组成的控制电路B，其中R₂、C₅组成一个短暂的延时电路，IC₂、R₅、G₂和J₂组成一个0、1转换开关电路。

互锁开关K₄按下后，一刀使加热器3按预调好的数值工作，另一刀供IC₁得电后，为与计时器相连的J1的常开触点KJ₁提供开关信号，使计时器开始计时，加热和计时同步进行。

互锁开关K₅按下后，使IC₂得电，为与计时器相连的J2的常开触点KJ₂提供开关信号，使计时器停止计时，同时通过与其互锁的K1切断加热器的电源，使加热器停止加热，毫秒级的计时器同时保存实验所用时间。

实验结束后，由互锁开关K₆进行计时器复位(清零)，按下互锁开关K₂使仪器复位，待下一组实验使用。

上述K₁～K₆是互锁联动开关。

前述控制器安装在控制箱内，其中的电流表和电压表均安装在控制箱的面板上，该面板上还设有与互锁联动开关K₁～K₆及电位器W₁和W₂对应的按钮或旋钮，具体的对应关系是：K₁为预调按钮，K₂复位按钮、K₃为计时按钮，在需要的时候按下K3可以使计时器单独工作，K₄为加热、计时按钮、K₅停止(加热和计时)按钮、K₆为计时器清零按钮，W₁为搅拌速度旋钮，W₂为电压电流调节旋钮。

下面以测量KNO₃的溶解热为例，具体描述一下本实用新型的工作步骤

1、将仪器和交流220V电源连接，闭合K₀来开启电源，予热数分钟。

2、拉开伸缩拉杆，提升旋转杯盖，在不锈钢真空保温杯中加入300ml蒸馏水。压下拉杆，使杯盖与杯体合缝成为一个整体。

3、按下控制箱控制面板上的“预调”按钮，旋转电压电流调节旋钮，调节电压与电流(根据实验原理，加热管阻抗一定，电压电流呈正比关系，因而是联动的)，使电压值约为2.5V，电流值约为0.5A，准确读数。按下“复位”按钮，此时稳压稳流电源已调节就绪，在以后的实验过程中就不能再动电压电流调节旋钮了。

4、将温度计从杯盖上的测温孔插入，并调节搅拌速度旋钮得到合适的搅拌速度。

5、在温度计温度变化均匀后，记录温度计读数。此后每隔1min读1次，5min后(即读第6次读数时)将在分析天平上精确秤量的KNO₃粉末从双层不锈钢真空保温杯杯盖上的加料孔中小心加入，盖上塞子。同时按下“计时”按钮。继续每隔1min记录温度1次。

6、在KNO₃溶解时溶液温度下降，溶解完毕后又开始回升。在温度变化达到均匀后的第5min按下“加热”按钮，使电热器通电。继续1min记录温度1次。

7、当量热计内的水温上升到同加KNO₃前相近时，按下“停止”按钮，加热器停止加热。待温度变化均匀后，继续读取5次温度数据。

8、记录好实验数据，按下“清零”按钮，计时器清零。

9、实验结束，关闭总电源开关。拉起杯盖，用洗瓶冲洗搅拌器和加热器。倒去杯中液体并用清水洗净。

Claims

1、一种溶解热测定仪，其特征在于包括溶解杯、加热器、温度计、搅拌器及控制器，温度计、加热器和搅拌器均是一端安装在溶解杯的杯盖上，另一端伸入杯体内，控制器为加热器和搅拌器提供工作电压，控制加热器和搅拌器的工作与否，并对加热器的工作时间进行计时。

2、根据权利要求1所述的溶解热测定仪，其特征在于控制器由变压器、整流滤波电路A、整流滤波电路B、调压电路A、调压电路B、控制电路A、控制电路B、计时器构成，市电经变压器降压后分两路输出，一路经整流滤波电路A整流、滤波后，再经调压电路A调压后为搅拌器提供工作电压，第二路经整流滤波电路B整流、滤波后，再经调压电路B调压后为加热器提供工作电压；变压器的另一路输出经整流滤波电路B整流、滤波后，分两路输出到控制电路A和B，控制电路A和B用于控制加热器的工作与否，并通过计时器对加热器的工作时间进行计时。

3、根据权利要求1或2所述的溶解热测定仪，其特征在于溶解杯的杯盖与一可伸缩的拉杆相连，可随着拉杆的伸、缩而升、降。

4、根据权利要求1或2所棕的溶解热测定仪，其特征在于溶解杯的杯体采用中空的双层结构。

5、根据权利要求1或2所棕的溶解热测定仪，其特征在于溶解杯的杯体内表面喷塑。