ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термометры и терморегуляторы из "Техника лабораторной работы в органической химии Издание 3" Ртутные термометры, чаще всего применяющиеся в лабораториях органической химии, бывают двух типов массивные (палочные) и трубчатые с впаянной шкалой молочного стекла. Последние более точны, так как при наблюдении показываемой ими температуры возможность ошибки вследствие параллакса значительно меньше. [c.24] Так как ртуть замерзает при —39°С, то для измерения более низких температур применяют термометры с другой жидкостью. Чаще всего для этой цели пользуются термометрами, содержащими пентан, толуол или этиловый спирт (обычно подкрашенные). Коэффициент расширения этих жидкостей в 6—9 раз больше коэффициента расширения ртути, но недостаток их заключается в том, что они хорошо смачивают стекло, и поэтому такие термометры дают неточные показания при быстром понижении температуры. [c.24] Для измерения температуры более высокой, чем 360 °С (температура кипения ртути 357 °С), пользуются термопарами или же специальными ртутными термометрами, в которых пространство над ртутью наполнено двуокисью углерода или азотом под давлением. Такого типа термометры позволяют измерять температуру до 720 °С нагревать их следует постепенно. Известны термометры для высоких температур, содержащие вместо ртути сплав натрия с калием или другие легкоплавкие металлы, но их применяют редко. [c.24] Высокую температуру также можно приблизительно определять по цветам каления металлов (табл. 6). [c.24] Нередко применяют термометры сопротивления, действие которых основано на изменении сопротивления току при изиенении температуры. Получили распространение полупроводниковые термометры сопротивления, так называемые термисторы, позволяющие измерять температуру в области от —70 °С до +200 °С. [c.25] В зависимости от способа калибрирования различают термометры полного и неполного, или частичного, погружения. На термометрах частичного погружения нанесена черта, показывающая, насколько они были погружены в зону нагрева при калибрировании. При работе такие термометры следует погружать на ту же глубину, и в этом случае введения поправки (см. ниже) не требуется. Однако термометры полного погружения обычно точнее внесение необходимой поправки к их показаниям легко дает возможность определять истинную температуру. В связи с этим термометры полного погружения имеют значительно более широкое распространение. [c.25] Наиболее важной причиной неправильных показаний термометров полного погружения является различие температуры ртути в шарике термометра и в той части капилляра, которая выступает из зоны нагрева. В результате этого наблюдаемая температура оказывается ниже истинной. Если измеряемая температура ниже комнатной, то показания термометра (при наличии выступающего столбика ртути) будут слишком высоки. [c.25] Величина а, характеризующая кажущееся объемное расширение ртути в данном сорте стекла, может быть принята равной 0,000168 для палочных термометров и 0,000158 для трубчатых термометров из нормального стекла с молочной шкалой. [c.25] Для термометров с толуолом, пентаном или спиртом поправку на выступающий столбик вычисляют по той же формуле, причем коэффициент а можно в этих случаях принять равным 0,001. [c.25] Вместо вычисления поправок для ртутных термометров можно пользоваться табл. 7. Точность поправок на выступающий столбик находится в пределах ошибки опыта отклонение от истинной температуры обычно не превышает 0,2 °С при температуре примерно 100 °С и достигает 0,5 °С при температуре около 300 °С. [c.28] Также можно пользоваться для этой цели номограммой (рис. 18). Соединяют прямой линией соответствующие точки на линиях п и ( 1— г) и на продолжении прямой находят поправку К. [c.28] При пользовании укороченными термометрами почти всегда можно работать так, чтобы держать столбик ртути при той же температуре, что и шарик термометра. Естественно, что при этом отпадает необходимость внесения указанной поправки. [c.28] Ошибки в показаниях термометров, вызванные другими причинами, не имеют большого значения и редко принимаются во внимание. Так, в случае слишком тонкого капилляра (например, в термометре Бекмана) уровень ртути в нем устанавливается недостаточно быстро. Далее, после продолжительного нагревания показания термометра незначительно изменяются, что связано с так называемым старением стекла во избежание этого недостатка выпускаемые в настоящее время термометры предварительно подвергают искусственному старению. [c.28] При описании свойств полученных соединений следует всегда приводить исправленную температуру. Температура плавления или температура кипения вещества, относительно которой неизвестно, исправлена она или нет, теряет свое значение физико-химической константы. В этом случае при повторении описанного опыта нет никакой уверенности в том, что приведенные в литературе данные удастся воспроизвести. К сожалению, игнорирование такого элементарного требования, как точность измерения температуры, встречается в литературе очень часто. Следует помнить, что поправка на выступающий столбик ртути может иногда достигать 20 °С. [c.29] Чтобы проверить правильность показаний термометра, удобнее и быстрее всего сравнить их с показаниями точного или ранее проверенного термометра. Для этого следует связать вместе оба термо-метра так, чтобы шарики их находились на одном уровне, опустить эти термометры в прибор для определения температуры плавления и нагревать со скоростью не более 0,1 °С в минуту. Перед сравнением одновременно отмеченные (при помощи лупы) показания обоих термометров следует исправить внесением поправки на выступающий столбик. [c.29] Если точного эталонного термометра нет, показания термометра можно проверить по постоянным точкам температуры кипения (табл. 8) или температуры плавления (табл. 9) некоторых веществ, обычно всегда имеющихся в органической лаборатории. При проверке по температурам кипения нужно принимать во внимание величину атмосферного давления и вводить соответствующую поправку на основании данных табл. 8. [c.29] Спиральный терморегулятор (рис. 19, б) обладает значительной чувствительностью вследствие большой поверхности нагрева и удобен для наполнения кроме того, большая удельная поверхность резервуара терморегулятора уменьшает его тепловую инерцию и, следовательно, повышает точность регулирования температуры. [c.30] В нормальном положении (рис. 20, а) настолько, чтобы ртуть достигла открытого конца капилляра 5. Затем прибор перевертывают вверх резервуаром, как показано на рис. 20, б, и нагревают (или охлаждают) я температуры, несколько превышающей ту, которая должна поддерживаться при помощи данного терморегулятора (величина этого превышения зависит от диаметра капилляра), после чего снова быстро перевертывают резервуаром вниз (рис. 20, а). В результате уровень столбика ртути в капилляре будет находиться между впаянными контактами 3 я 4. [c.31] Весьма распространены терморегуляторы с биметаллической пластинкой (рис. 21). Их действие основано на том, что биметаллическая согнутая пластинка I при нагревании стремится выпрямиться при этом она касается контакта, вследствие чего происходит замыкание тока в цепи реле, которое выключает обогрев. [c.32] Для регулирования температуры в сушильных шкафах, термостатах и т. п. приборах сравнительно большого габарита также применяются терморегуляторы, действие которых основано на принципе линейного расширения твердых тел. Основной деталью такого терморегулятора является достаточно длинный д еталлический или кварцевый стержень, один конец которого укреплен неподвижно, а другой изменяет свое положение в зависимости от степени нагревания. Обычно для регулирования температуры до 250 °С применяют алюминиевые стержни, а для температуры до 400 °С — латунные, никелевые и.чи кварцевые. [c.33] Вернуться к основной статье