ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение разности температур и поправки на теплообмен из "Точная калориметрия Издание 2 " Ниже анализируются источники систематических погрешностей, для которых существует возможность их теоретического рассмотрения. [c.92] Уравнение показаний инерционного термоприемника (У1.24), полученное в главе VI, а также формулы для определения подъема температуры ( 1.31) и поправки на теплообмен ( 1.37) позволяют учесть отставание показаний термометра от температуры, измеряемой в калориметре. [c.92] На примере реальных опытов найдем увеличение температуры с учетом поправки на теплообмен для двух примеров, один из которых соответствует сжиганию бензойной кислоты Ов. а другой — электрической градуировке калориметра Ос--Аналитические зависимости для Оз и Ос приведены в виде уравнений (111.43) и (111.44). Будем считать, что эти зависимости описывают изменение действительной температуры калориметра, неискаженной термической инерцией термометра. [c.92] Значение постоянной термической инерции е = 8.0 с. Вычислим параметры уравнения (VI.20) для показаний термометра, использованного в наших опытах. Коэффициенты рп могут быть вычислены из выражения ( 1.17), темпы /Ий — из выражения ( 1.21), коэффициенты Вп и Л — нз уравнений (111.33) и (111.34). [c.93] Критерии, входящие в величины Ап, заимствованы из раздела Температурные кривые водяного калориметра . Результаты вычислений функции /(Рп) даны в табл. 3. [c.93] В табл. 4 приведены значения разностей А = О — ф в функции отсчета п для кривых Os(t) и u (t) As и Ас соответственно. Из данных таблицы видно, что отставание термометра заметно в первые моменты времени, и оно стабилизируется в пределах 10 °С для кривой s(t) при п = 24 и для e (t) при п = 29. [c.94] Если постоянная термической инерции термометра уменьшается (е— -0), то и поправка 5 в выражении (VI.38) также уменьшается (6—vO). В этом случае будут справедливы выводы классической теории термической инерции, сформулированные в виде уравнения (VI.11). [c.95] Из табл. 3 видно, что термическая инерция термометра с е = 2 с практически не влияет на точность определения количества теплоты, что легко проверить с помощью уравнения (VI.38) погрешность не будет превышать 0,001%, если для вычисления значения повышения температуры пользоваться уравнением (VI.11). [c.95] Таким образом, применение малоинерционного платинового термометра сопротивления с е = 2 — 3 с вместо обычно применяемого ртутно-стеклянного термометра с г = 7— 10 с позволит ие вводить поправок, связанных с необходимостью учета термической инерции термометра. [c.95] Для конструкции калориметров с металлическим ядром, на поверхности которого находится термоприемник (обычно это термометр сопротивления), отставание показаний термометра будет зависеть от значения теплового сопротивления между чувствительным элементом термометра и поверхностью ядра калориметра. Если температура измеряется внутри массивного ядра, то для этого случая необходимо ввести поправку на разность температур между показаниями термометра и температурой поверхности ядра калориметра, решив задачу по нахождению температурного поля калориметра, представленного соответствующей физической моделью. Таким образом, для учета термической инерции термоприемника для каждого конкретного калориметра требуется решать сложную задачу. [c.95] В главе III были рассмотрены тепловые режимы модели V (см. рис. 4) для различных вариантов теплопередачи через плоскую стенку. Если температура измеряется внутри калориметра, а теплообмен ядра с оболочкой проис.ходит через его позср.чность, то, как это было отмечено выше, в результаты измерения необходимо ввести поправку, обусловленную градиентом температуры в стенке. В этом случае изменится значение поправки на теплообмен. [c.96] Таким образом, по формуле (VII.15) можно вычислить изменение o поправки на теплообмен для учета перепада температуры по стенке. [c.96] Распределение температуры по стенке для случая, когда температура поверхности стенки, обращенной к ядру, и температура оболочки калориметра изменяются по линейному закону, можно вычислить по формуле (III.60). [c.96] Рассмотрим наиболее простой случай, когда в уравнении (III.60) т] = р = О, т. е. температуры ядра и оболочки при т О постоянны. [c.96] Формулы (УП.18) и (УП.20) могут быть уточнены путем анализа сходимости сумм, входящих в уравнения (УП.16) и (111.60). [c.97] Из выражения (У11.21) вытекает, что перепад температур является функцие аналитического вида (Л , (о ) температурной кривой калориметрического опыта. [c.98] Вклад 6 в выражение (УП.22) для модели IV бомбового калориметра составляет 10 °С. Следовательно, вычисление поправки на теплообмен можно производить без внесения заметных погрешностей по обычной формуле. [c.98] Рассмотренные в настоящем разделе эффекты отставания температуры поверхности от температуры центральных областей калориметрической системы имеют место не только в бомбовых калориметрах, но и других системах особенно это имеет значение для массивных калориметров, где температура во многих случаях измеряется внутрп металлического блока. [c.98] Аналитические выражения зависимости температуры калориметра для тел Л и В моделей IV и V получены в предположении, что коэффициент теплообмена а одинаков для всех точек поверхности тела В. В реальных калориметрах, как показывает эксперимент [87, 91, 113], существует неравномерность температурного поля, которую требуется учитывать при прецизионных измерениях. Неравномерность температурного поля поверхности ядра вызывается неравномерностью толщины калориметрического сосуда, неравномерным перемешиванием жидкости в калориметре, тепловыводящими конструктивными и измерительными элементами, различными условиями теплообмена на отдельных участках ядра калориметра. [c.99] На основе уравнения (УП.24) разработаны методы определения а для тел простой геометрической формы. В работе [55] систематизированы результаты определений коэффициентов теплообмена. [c.99] Вернуться к основной статье