Rezumat pe tema:
-
introducere
- 1 calorimetre Modern
- 2 Tipuri de calorimetre
- integrator 2.1 Liquid Calorimetru
- 2.1.1 măsurare calorimetrică
- 2.1.2 procesele secundare în măsurare calorimetrică
- 2.2 integrator calorimetru izotermic
- 2.3 integrator calorimetru masiv
- 2.4 Flow calorimetre labirint
- 2.5 Calorimetrul - Power Meter
- integrator 2.1 Liquid Calorimetru
- 3 Nume calorimetre
- 4 calorimetre generale de clasificare
- 5 factori care afectează rezultatul final măsurării
A nu se confunda cu un colorimetru - un instrument de măsurare a culorii.
Calorimetru (lat calor -. Si Metor caldura - masurat) - un dispozitiv pentru măsurarea cantității de căldură eliberată sau absorbită în orice proces biologic fizic, chimic sau. Termenul "calorimetrului" a fost propusă de Lavoisier și Laplace, P. (1780). Inventat de Hugo Junkers.
În fizica particulelor elementare și fizica nucleară numit instrument de calorimetru pentru măsurarea energiei particulelor (a se vedea. Articolul Calorimetru (fizica nucleară)).
1. calorimetre Modern
calorimetre moderne funcționează în intervalul de temperatură 0.1-3,500 K și permit să se măsoare cantitatea de căldură până la 0,01-10%. aparate calorimetre este foarte flexibil și depinde de natura și durata procesului în studiu, regiunea de temperatură în care se efectuează măsurătorile, cantitatea de căldură care sunt măsurate și precizia cerută.
2. Tipuri de calorimetre
Calorimetrul pentru măsurarea totală Q. cantitatea de căldură eliberată în timpul acesta de la început până la sfârșit este numit integrator calorimetru; Calorimetru pentru măsurarea capacității termice (viteza de degajare a căldurii) L și modificările în stadii diferite - un contor de energie sau osciloscop-calorimetru. Prin construcție, sistemul de măsurare și metoda calorimetrului distinge între calorimetre lichide și masive, unic și dublu (diferențiale).
2.1. integrator Calorimetru lichid
integrator calorimetru cu lichid variabilă shell temperatură izotermă este utilizată pentru măsurarea căldurii de dizolvare și căldura reacțiilor chimice. Se compune dintr-un recipient cu un lichid (de obicei apa), care sunt: camera pentru desfășurarea procesului de testare ( „bomba calorimetrului“), agitator, încălzire independentă și termometru. Căldura eliberată în camera, apoi distribuit între camera, lichidul și alte părți ale calorimetrului, care împreună sunt numite sistem de instrumente calorimetru.
In temperatura calorimetre izoterme cochilie lichid este menținută constantă. La determinarea reacției chimice încălzește cele mai mari dificultăți adesea asociate fără a lua în considerare procesele secundare și definirea completitudinea reacției și la necesitatea de a lua în considerare mai multe reacții.
2.1.1. măsurare calorimetrică
Schimbarea în stare (de exemplu, temperatura) sistem calorimetric măsoară cantitatea de căldură introdusă în calorimetrului. Sistemul de încălzire este termometru calorimetru fix. Înaintea măsurătorilor este calibrat calorimetrului - determină variația temperaturii sistemului calorimetrului prin conferirea o anumită cantitate de căldură (sau a încălzitorului calorimetrului ca rezultat al camerei de reacție chimică cu o cantitate cunoscută de substanță etalon). Ca rezultat, valoarea de calibrare se obține calorimetru termic, adică factorul prin care se înmulțește schimbarea temperaturii măsurate termometru calorimetrului pentru a determina cantitatea de căldură pus în ea. Valoarea termică a calorimetrului este un sistem calorimetric capacitate de căldură (c). Determinarea căldurii necunoscute de combustie sau altă reacție Q chimică se reduce la o modificare a temperaturii sistemului de măsurare calorimetrică At cauzată de procesul investigat: Q = c At. În mod tipic valoarea Q menționată greutatea substanței în camera calorimetrului.
2.1.2. procesele secundare în măsurare calorimetrică
măsurare calorimetrică permit să se determine în mod direct numai cantitatea de căldură a procesului de testare și diferite procese secundare, cum ar fi agitarea, evaporarea apei, spargerea fiolei cu materialul și așa mai departe. N. Căldura reacțiilor secundare trebuie determinate prin experiment sau calcul și excluse din rezultatul final. Una dintre reacțiile adverse inevitabile este calorimetrul schimbul de căldură cu mediul înconjurător prin radiație și conducție. În procesele secundare de contabilitate ordine în principal sistem de schimb de căldură coajă de surround calorimetrică a cărui temperatură este controlată.
2.2. integrator calorimetru izotermică
Integratorul tip calorimetru altele - o izoterma (temperatură constantă) introdusă deasupra căldurii nu schimbă temperatura sistemului calorimetric, și determină o schimbare în starea de agregare a corpului, care formează o parte a sistemului (de exemplu, topirea gheții în gheață Bunsen calorimetrului). Numărul de căldură introdusă este calculată în acest caz, în greutate, o substanță care schimbă starea de agregare (de exemplu, greutatea de gheață topită, care poate fi măsurată printr-o schimbare de amestec volum de gheață și apă), iar căldura unei faze de tranziție.
2.3. integrator calorimetru masiv
integrator calorimetru masiv este cel mai des folosit pentru a determina entalpia substanțelor la temperaturi ridicate (2500 ° C). Sistemul calorimetru în acest tip de calorimetru este un bloc metalic (de obicei din cupru sau aluminiu) cu degajări pentru vasul în care are loc reacția, termometru și încălzire. Entalpia substanței este calculată ca produsul valorilor termice de temperatura UPS bloc diferență calorimetru, măsurată după scăderea fiolă socket cu o anumită cantitate de substanță, și apoi fiola goală, încălzit la aceeași temperatură.
2.4. Fluxul calorimetre labirint
Gazele de capacitate de căldură, și uneori lichide, determinate în m. N. calorimetre labirint flux - a diferenței de temperatură la intrarea și ieșirea fluxului de fluid sau flux de gaz staționare, și puterea căldurii Joule, un încălzitor electric calorimetru dedicat.
2.5. Calorimetrul - Power Meter
Calorimetrului a fost operat ca un contor de energie, în integrator calorimetrului contrast trebuie să aibă un transfer semnificativ de căldură la intrarea acestuia cantitatea de căldură îndepărtată rapid și starea calorimetrului determinată de valoarea puterii instantanee a procesului termic. Alimentarea cu energie termică proces este transferul de căldură de la calorimetrului cu coajă. O astfel de calorimetrului dezvoltat de E.Kalve fizician francez reprezintă bloc de metal cu canale, care sunt plasate în celulă cilindrică. In celula, procesul în studiu este realizat; bloc de metal joacă rolul învelișului (temperatura este menținută constantă, cu o precizie de 10 -5 -10 -6 K). Diferența de temperatură măsurată de către unitatea de celule și termopil având 1000 intersecții. celulă de schimb de căldură și de diferența de temperatură termofilă CEM proporțională mică apare între bloc și celula, atunci când căldura eliberată sau absorbită. Blocul este plasat în principal două celule care funcționează ca un calorimetru diferențial: termopil fiecare celulă au același număr de intersecții și, prin urmare, diferența lor CEM permite determinarea în mod direct diferența în fluxurile de capacitate de căldură care intră în celulă. Această metodă evită măsurătorile de distorsiune măsurate fluctuații aleatorii bloc de temperatură. Fiecare celulă montat de obicei două termopil: permite să compenseze puterea termică a procesului de testare bazat pe efectul Peltier, iar celălalt (indicator) este utilizat pentru a măsura o parte necompensată a fluxului de căldură. În acest caz, aparatul funcționează ca o compensare calorimetru diferențială La temperatura camerei, astfel calorimetre măsurate proces energie termică, până la 1 mW.
3. Numele calorimetre
Numele comune calorimetre - „reacție chimică“, „bombardare“, „izoterme“, „de gheață“, „temperatură joasă“ - au origine istorică și indică în principal la o metodă și domeniul de utilizare calorimetre nu sunt nici complete, nici comparativ caracteristica lor.
4. calorimetre generale de clasificare
Clasificarea generală a calorimetre pot fi construite pe baza considerare trei variabile principale care determină tehnica de măsurare: temperatura sistemului calorimetric Tc; Pentru temperatura shell. Sistemul calorimetru Ambient; L. cantitatea de căldură eliberată în calori pe unitate de timp (o capacitate de căldură).
Calorimetrică cu constanta izoterme Tc și a apela; cu Tc = To - adiabatic; Calorimetru operat la o diferență de temperatură constantă Tc - To. numit un calorimetru cu un transfer de căldură constantă; în calorimetru isoperibolic (aceasta se numește un calorimetru cu un înveliș izoterma) este constantă To. și Tc este funcția capacității calorice L.
5. Factori care influențează rezultatul final măsurării
Un factor important care afectează rezultatul final al măsurătorilor este de lucru sigură de reglare automată a temperaturii izoterme sau proiectilelor adiabatic. In temperatura calorimetrului shell adiabatic este reglată astfel încât să fie mereu aproape de temperatura de schimbare a unui sistem calorimetru. shell adiabatic - ecran metalic ușor, prevăzut cu un sistem de încălzire, - reduce schimbul de căldură, astfel încât temperatura calorimetrului variază în doar câteva zeci de miimi dg / min. de multe ori se reduce transferul de căldură în timpul experimentului calorimetrică la o valoare nesemnificativă, care pot fi neglijate. Dacă este necesar, rezultatele măsurărilor directe sunt corectate pentru schimbul de căldură, metoda de calcul care se bazează pe legea lui Newton de transfer termic - fluxul de căldură de proporționalitate între calorimetrul și diferența incintei de temperaturile lor, în cazul în care diferența este mică (până la 3-4 ° C).
Pentru calorimetru izotermă, cu un înveliș de căldură reacției chimice poate fi determinată cu o precizie de până la 0,01%. Dacă dimensiunile calorimetrice mici, temperatura variază mai mult de 2-3 ° C, iar procesul de monitorizare este lung, atunci corecția plic izotermice pentru schimbul de căldură poate ajunge la 15-20% din valoarea măsurată și limita drastic precizia măsurătorilor. În aceste cazuri, este mai indicat să se utilizeze un shell adiabatic.
Cu calorimetrului adiabatic determina căldura specifică a substanțelor solide și lichide în intervalul 0.1-1,000 K. La temperatura camerei și inferioară calorimetru adiabatic vid protejat cu manta cufundat în balon Dewar umplut cu heliu lichid, hidrogen sau azot. La temperaturi ridicate (peste 100 ° C) a fost plasată într-un cuptor electric calorimetru termostatic.