水銀溫度計(jì)的操作使用以及校正
水銀溫度計(jì)是實(shí)驗(yàn)室中zui常用的液體溫度計(jì),水銀具有熱導(dǎo)率大,比熱容小,膨脹系數(shù)均勻,在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi),體積隨著溫度的變化呈直線關(guān)系,同時(shí)不潤(rùn)濕玻璃、不透明而便于讀數(shù)等優(yōu)點(diǎn),因而水銀溫度計(jì)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量較準(zhǔn)確并且測(cè)量范圍大的溫度計(jì)。
當(dāng)溫度計(jì)受熱后,水銀球體積會(huì)有暫時(shí)的改變而需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)原來(lái)體積。由于玻璃毛細(xì)管很細(xì),因而水銀球體積的微小改變都會(huì)引起讀數(shù)的較大誤差。
使用溫度計(jì)時(shí),首先要看清它的量程(測(cè)量范圍),然后看清它的zui小分度值,也就是每一小格所表示的值。要選擇適當(dāng)?shù)臏囟扔?jì)測(cè)量被測(cè)物體的溫度。測(cè)量時(shí)溫度計(jì)的液泡應(yīng)魚被測(cè)物體充分接觸,且玻璃泡不能碰到被測(cè)物體的側(cè)壁或底部;讀數(shù)是,溫度計(jì)不要離開被測(cè)物體,且眼睛的視線應(yīng)與溫度計(jì)內(nèi)的液面相平。
水銀溫度計(jì)具體操作步驟:
1、使用前應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)(可以采用標(biāo)準(zhǔn)液溫多支比較法進(jìn)行校驗(yàn)或采用精度更的溫度計(jì)校驗(yàn))。
2、不允許使用溫度超過(guò)該種溫度計(jì)的zui大刻度值的測(cè)量值。
3、溫度計(jì)有熱慣性,應(yīng)在溫度計(jì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)在溫度凸形彎月面的zui高切線方向讀取,目光直視。
4、應(yīng)與被測(cè)工質(zhì)流動(dòng)方向相垂直或呈傾斜狀。
5、常常發(fā)生水銀柱斷裂的情況,消除方法有:
(1)冷修法:將溫度計(jì)的測(cè)溫包插入干冰和酒精混合液中(溫度不得超過(guò)-38℃)進(jìn)行冷縮,使毛細(xì)管中的水銀全部收縮到測(cè)溫包中為止。
(2)熱修法:將溫度計(jì)緩慢插 溫度略高于測(cè)量上限的恒溫槽中,使水銀斷裂部分與整個(gè)水銀柱連接起來(lái),再緩慢取出溫度計(jì),在空氣中逐漸冷至室溫。
水銀溫度計(jì)的校正
(1)溫度計(jì)讀數(shù)的校正
將一支輔助溫度計(jì)靠在測(cè)量溫度計(jì)的露出部分,其水銀球位于露出水銀柱的中間,測(cè)量露出部分的平均溫度,校正值δT按式下式計(jì)算,即:
δT = 0.00016 H (T體 - T環(huán))
式中:0.00016一水銀對(duì)玻璃的相對(duì)膨脹系數(shù);
H—露出水銀柱的高度(以溫度差值表示);
T體一體系的溫度(由測(cè)量溫度計(jì)測(cè)出);
T環(huán)一環(huán)境溫度,即水銀柱露出部分的平均溫度(由輔助溫度計(jì)測(cè)出)。
校正后的真實(shí)溫度為:T真 = T體 + δT
例如測(cè)得某液體的T體=183℃,其液面在溫度計(jì)的29℃上,則H = 183 -29 =154,
而T環(huán)= 64℃,則
δT =0.00016×154×(183℃-64℃)=2.9℃
故該液體的真實(shí)溫度為:T(真) = 183℃ + 2.9℃ = 185.9℃
由此可見,體系的溫度越高,校正值越大。在300℃時(shí),其校正值可達(dá)10℃左右。
半浸式溫度計(jì),在水銀球上端不遠(yuǎn)處有一標(biāo)志線,測(cè)量時(shí)只要將線下部分放入待測(cè)體系中,便無(wú)需進(jìn)行露出部分的校正。
(2)溫度計(jì)刻度的校正
溫度計(jì)刻度的校正通常用兩種方法:
A.以純的有機(jī)化合物的熔點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校正。其步驟為:選用數(shù)種已知熔點(diǎn)的純有機(jī)物,用該溫度計(jì)測(cè)定它們的熔點(diǎn),以實(shí)測(cè)熔點(diǎn)溫度作縱坐標(biāo),實(shí)測(cè)熔點(diǎn)與已知熔點(diǎn)的差值為橫坐標(biāo),畫出校正曲線,這樣凡是用這只溫度計(jì)測(cè)得的溫度均可在曲線找到校正數(shù)值。
B.與標(biāo)準(zhǔn)溫度比較來(lái)校正。其步驟為:將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)與待校正的溫度計(jì)平行放在熱溶液中,緩慢均勻加熱,每隔5℃分別記錄兩只溫度計(jì)讀數(shù),求出偏差值δT。
δT = 待校正的溫度計(jì)的溫度 - 標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的溫度
以待校正的溫度計(jì)的溫度作縱坐標(biāo),δT為橫坐標(biāo),畫出校正曲線,這樣凡是用這只溫度計(jì)測(cè)得的溫度均可由曲線找到校正數(shù)值。
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