B GIÁO D C VÀ ĐÀO T OỘ Ụ Ạ
TR NG ĐI H C NÔNG LÂM THÀNH PH H CHÍ MINHƯỜ Ạ Ọ Ố Ồ
B MÔN CÔNG NGH HÓA H CỘ Ệ Ọ
Báo cáo th c hành môn:ự
D NG C ĐO VÀ KI M SOÁT QUÁ TRÌNHỤ Ụ Ể
Giáo viên h ng d n:ướ ẫ Lê Văn B nạ.
Sinh viên: Nguy n Th Di m S ngễ ị ễ ươ
L p:ớ DH13HH
Mssv: 13139145
Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình
Bài 1:
BÀI THỰC TẬP ĐO L NG NHI T - M ĐƯỜ Ệ Ẩ Ộ
I. TÌM HI U C U T O M T S NHI T K ĐO NHI T Đ: Ể Ấ Ạ Ộ Ố Ệ Ế Ệ Ộ
1. Nhi t k :ệ ế
Nhi t k là thi t b dùng đ đo nhi t đ.ệ ế ế ị ể ệ ộ
1.1 L ch s phát tri n:ị ử ể
Nhi u nhà phát minh đã ghi công vào vi c sáng t o ra nhi t k nh Avicenna, ề ệ ạ ệ ế ư
Cornelius Drebbel, Robert Fludd, Galileo Galilei hay Santorio Santorio. Nhi t k không ph i là ệ ế ả
k t qu c a m t phát minh duy nh t, mà nó ph i tr i qua quá trình phát tri n.ế ả ủ ộ ấ ả ả ể
- Vào th k 11, Philo và Hero of Alexandria bi t m t nguyên t c là đi v i m t s ch t, đc ế ỉ ế ộ ắ ố ớ ộ ố ấ ặ
bi t là không khí, s co và dãn khi thay đi nhi t đ. Nguyên lý này đc dùng đ ch th ệ ẽ ổ ệ ộ ượ ể ỉ ị
nhi t đ không khí v i m t ng và m c n c bên trong đc đi u khi n b i s co và dãn ệ ộ ớ ộ ố ự ướ ượ ề ể ở ự
c a không khí.ủ
- M t b n v rõ ràng đu tiên c a nhi t k đc xu t b n vào năm 1617 là c a Giuseppe ộ ả ẽ ầ ủ ệ ế ượ ấ ả ủ
Biancani. Trong b n v này có thang đo và sau đó c u t o thành nhi t k b i Robert Fludd vàoả ẽ ấ ạ ệ ế ở
năm 1638. Đây là m t ng th ng đng v i m t b u đt phía trên và phía d i nhúng vào ộ ố ẳ ứ ớ ộ ầ ặ ở ướ
n c. M c n c bên trong ng đc đi u khi n b i s co giãn không khí, vì v y chúng ta ướ ự ướ ố ượ ề ể ở ự ậ
còn g i nó là nhi t k không khí.ọ ệ ế
- Các d ng c trên m c ph i m t nh c đi m là nó đng th i cũng là m t áp k , nghĩa là nó ụ ụ ắ ả ộ ượ ể ồ ờ ộ ế
nh y c m v i s thay đi áp su t không khí. Vào kho ng năm 1654, Ferdinando II de' Medici, ạ ả ớ ự ổ ấ ả
đi công t c c a Tuscany đã ch t o nhi t k theo ki u hi n đi b ng cách hàn kín ph n ạ ướ ủ ế ạ ệ ế ể ệ ạ ằ ầ
ng v i b u ch a ch t l ng, do đó không b nh h ng b i áp su t không khí và ch ph ố ớ ầ ứ ấ ỏ ị ả ưở ở ấ ỉ ụ
thu c vào s giãn n c a ch t l ng.ộ ự ở ủ ấ ỏ
- Vào năm 1665, Christiaan Huygens đ ngh dùng đi m nóng ch y và đi m sôi c a n c làm ề ị ể ả ể ủ ướ
chu n, và vào năm 1694 Carlo Renaldini đa ra đ ngh dùng nó nh các đi m c đnh trên t t ẩ ư ề ị ư ể ố ị ấ
c các thang đo.ả
- Vào năm 1701, Isaac Newton đa ra m t thang đo có 12 đ gi a đi m nóng ch y c a n c ư ộ ộ ữ ể ả ủ ướ
và nhi t đ c th . Cu i cùng vào năm 1724, Daniel Gabriel Fahrenheit t o ra m t thang nhi t ệ ộ ơ ể ố ạ ộ ệ
đ mà hi n nay (v i m t s thay đi nh ) là thang Fahrenheit.ộ ệ ớ ộ ố ổ ỏ
- 1742, Anders Celsius đ ngh thang đo v i 0 đi m nóng ch y c a n c đá, và 100 đi m ề ị ớ ở ể ả ủ ướ ở ể
sôi c a n c và hi n nay g i là thang Celsius v i thang đo đt ng c l i. Vào năm 1866, ủ ướ ệ ọ ớ ặ ượ ạ
Thomas Clifford Allbutt phát minh ra nhi t k y t có th đa ra nhi t đ c th ch sau 5 ệ ế ế ể ư ệ ộ ơ ể ỉ
phút thay vì 20 phút nh tr c đó.ư ướ
Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình
1.2 Nhi t k dãn n ch t l ng:ệ ế ở ấ ỏ
Nhi t k dãn n ch t l ng ho t đng d a trên s dãn n c a các ch t l ng, ch t l ng ệ ế ở ấ ỏ ạ ộ ự ự ở ủ ấ ỏ ấ ỏ
th ng dùng là th y ngân, r u màu, r u etylic…ườ ủ ượ ượ
M t nhi t k có hai thành ph n quan tr ng: ph n c m nh n nhi t đ (th y ngân, ộ ệ ế ầ ọ ầ ả ậ ệ ộ ủ
r u…) và ph n hi n th k t qu (thang chia v ch trên nhi t k ).ượ ầ ể ị ế ả ạ ệ ế
- Nguyên lý làm vi c: Khi nhi t đ môi tr ng thay đi th tích ch t l ng trong b u c m ngệ ệ ộ ườ ổ ể ấ ỏ ầ ả ứ
cũng thay đi, đy ch t l ng dâng lên ho c h xu ng trong ng vi qu n. Căn c vào m c trên ổ ẩ ấ ỏ ặ ạ ố ố ả ứ ự
c a c t ch t l ng trong ng vi qu n ta có th xác đnh đc nhi t đ t i t i đi m đó nh ủ ộ ấ ỏ ố ả ể ị ượ ệ ộ ạ ớ ể ờ
thang chia đ. ộ
1.2.1 Nhi t k r u:ệ ế ượ
- C u t o: ấ ạ
+ V b o v : Làm b ng th y tinhỏ ả ệ ằ ủ
+ B u c m ng: Là b ph n c m ng v i nhi t đ c a môi tr ng, có ch a ch t l ng là ầ ả ứ ộ ậ ả ứ ớ ệ ộ ủ ườ ứ ấ ỏ
r u ho c th y ngân (còn g i là ch t c m ng).ượ ặ ủ ọ ấ ả ứ
+ ng vi qu n: B ph n th hi n s thay đi c a ch t c m ng. ng vi qu n là ng th y Ố ả ộ ậ ể ệ ự ổ ủ ấ ả ứ Ố ả ố ủ
tinh r ng, m t đu b t kín, đu kia h thông v i b u c m ng.ỗ ộ ầ ị ầ ở ớ ầ ả ứ
+ Thang chia đ: Chia thành các v ch, đ đánh d u m c đ thay đi c a ch t c m ng, ộ ạ ể ấ ứ ộ ổ ủ ấ ả ứ
th ng chia theo h bách phân, v ch cao nh t là nhi t đ khi n c nguyên ch t b t đâu sôi, ườ ệ ạ ấ ệ ộ ướ ấ ắ
v ch th p nh t là nhi t đ khi n c nguyên ch t b t đu đóng bang.ạ ấ ấ ệ ộ ướ ấ ắ ầ
Hình 1: C u t o nhi t k dãn n ch t l ng.ấ ạ ệ ế ở ấ ỏ
Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình
Hình 2. Nhi t k r uệ ế ượ .
- Công d ng: ụ
+ Vì gi i h n đo c a nhi t k r u -20 C - 50 nên th ng đc dùng đ đo nhi t đ khí ớ ạ ủ ệ ế ươ ᴼ ᴼ ườ ượ ể ệ ộ
quy n, nhi t đ n c…ể ệ ộ ướ
+ R u là lo i ch u l nh gi i, ph i đn nhi t đ -177 C nó m i đông đc thành th r n. ượ ạ ị ạ ỏ ả ế ệ ộ ᴼ ớ ặ ể ắ Ở
nh ng vùng giá rét, mùa đông có khi nhi t đ xu ng t i âm 4000 C, ng i ta th ng ph i ữ ệ ộ ố ớ ᴼ ườ ườ ả
dùng nhi t k r u.ệ ế ượ
- Cách s d ng:ử ụ
+ Chu n nhi t k b ng n c sôi (100 C) và n c đá (0 C). N u nhi t k cho k t qu không ẩ ệ ế ằ ướ ᴼ ướ ᴼ ế ệ ế ế ả
đúng thì ta đo và chia nhi t đ t ng ng v i 2 nhi t đ trên.ệ ộ ươ ứ ớ ệ ộ
+ N u đo nhi t đ ch t l ng, tr c khi đo dùng đũa khu y đu ch t l ng. N u đô nhi t đ ế ệ ộ ấ ỏ ướ ấ ề ấ ỏ ế ệ ộ
không khí đ nhi t k trong môi tr ng không khí.ể ệ ế ở ườ
+ Đo nhi t đc h t l ng thì treo nhi t k vào giá.ệ ộ ấ ỏ ệ ế
+ Chú ý, đ ph n b u th y ngân c a nhi t k ng p trong lòng ch t l ng, kho ng gi a là t tể ầ ầ ủ ủ ệ ế ậ ấ ỏ ở ả ữ ố
nh t. Tuy t đi không đ b u th y ngân v a ch m ch t l ng cũng nh ch m đáy c c.ấ ệ ố ể ầ ủ ừ ạ ấ ỏ ư ạ ố
+ Quan sát đ tăng c t th y ngân, đc nhi t đ. C n chú ý t m m t khi đc nhi t đ.ộ ộ ủ ọ ệ ộ ầ ầ ắ ọ ệ ộ
1.2.2. Nhi t k th y ngânệ ế ủ :
- C u t o: gi ng nh nhi t k r u ch khác ph n c m bi n nhi t đ là th y ngân.ấ ạ ố ư ệ ế ượ ỉ ầ ả ế ệ ộ ủ
- Công d ng: ụ
+ Do nhi t k th y ngân có gi i h n ch u nhi t là -30 C - 130 C nên th ng đc dùng đ đoệ ế ủ ớ ạ ị ệ ᴼ ᴼ ườ ượ ể
nhi t đ trong phòng thí nghi m. và nhi t đ cao.ệ ộ ệ ệ ộ
- Phân lo i:ạ
Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình
Hình 3. Nhi t k th y ngânệ ế ủ .
1.3 Nhi t k dãn n ch t r n:ệ ế ở ấ ắ
- Nguyên lý ho t đng:ạ ộ
- Đo nhi t b ng nguyên t c bi n d ng l ng kim:ệ ằ ắ ế ạ ưỡ
- D a vào tính ch t giãn n vì nhi t c a kim lo i l=lự ấ ở ệ ủ ạ 0 (1 + t)α
(v i: lớ0 chi u dài v t 00C; : h s giãn n vì nhi t)αề ậ ở ệ ố ở ệ
+ Thi t k nhi t k lò xo xo n v i 2 thanh kim lo i có h s giãn n vì nhi t khác nhau khi ế ế ệ ế ắ ớ ạ ệ ố ở ệ
nhi t đ thay đi, l ng kim s bi n d ngệ ộ ổ ưỡ ẽ ế ạ
Nhi t k dây lò xo:ệ ế
- C u t o: ấ ạ
