Методы измерения количества тепла

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА [c.200]

Следует заметить, что, еще до того как была окончательно установлена природа теплоты, были разработаны достаточно точные методы измерения количества тепла (калориметрия). Масса воды была заранее измерена. Учитывалось поглощение тепла стенками сосуда, лопатками и мешалкой. Теплоемкость воды и металла была известна. В результате серии тщательно поставленных опытов Джоуль установил, что между затраченной работой L и количеством полученного тепла Q существует прямая пропорциональность [c.26]

Создание теплового потока, постоянного по величине п по направлению, является основной проблемой при измерении коэффициента теплопроводности и требует применения специальных на гревателей и приспособлений для выравнивания температуры. В стационарных методах это молено осуществить, во-первых, измерением количества тепла, либо полученного от образца, либо расходуемого на его нагрев, во-вторых, измерением теплового потока, проходящего через исследуемый образец и эталон. [c.125]

В книге рассмотрены основные методы экспериментальных термодинамических исследований. Подробно излагаются вопросы техники теплофизическою эксперимента. Даны методы измерения давления и температуры, а также методы определения удельных объемов твердых тел, жидкостей, газов и паров методы определения количества тепла, теплоемкости и энтальпии. Приведены сведения по изучению процессов дросселирования, плавления, парообразования, сублимации и критических явлений. [c.175]

Калориметрический метод является абсолютным методом. В нем лучистый тепловой поток определяется по измерению количества тепла, непосредственно отдаваемого исследуемым телом. [c.288]

На рис. 9.11 представлена схема реализации данного метода. Образец 2 в виде пластины закреплен с помощью устройства /. Пластина может свободно деформироваться под действием температуры, а изгиб происходит только за счет перепада температур по ее сечению и измеряется устройством 4. Одну из сторон образца охлаждают с помощью охладительного устройства 3. Пластину нагревают внешним тепловым потоком, например, радиационным. Тепловой поток, проходящий через пластину при радиационном нагреве, определяют путем тарировки прибора или измерением количества тепла, отводимого от пластины охлаждающим агентом в стационарном режиме. Радиационный нагрев позволяет создать высокую равномерность теплового потока поверхности пластины. Чтобы падающий радиационный поток полностью проходил через пластину, ее приемную сторону обычно зачерняют. Для измерения температуры образца, при которой измеряется теплопроводность, в измерительной схеме предусматривают устройство 5. Измерение температуры охлаждающей среды может быть также при необходимости использовано для определения температуры пластины (погрешность такого определения мала, если коэффициент теплообмена между средой и пластиной велик). Преимуществом метода является быстрое установление стационарного потока. Температурный коэффициент линейного расширения получают либо измерением, либо из справочных данных. Следует отметить, что коэффициент линейного расширения является величиной более стабиль- [c.60]

Количественный термографический метод анализа (измерение количества тепла, выделенного или поглощенного при тех или иных физико-химических процессах в исследуемых образцах), позволяющий производить ряд теплофизических расчетов, также разработан и применяется рядом авторов [И, 94]. [c.64]

Для более точных измерений применяют метод определения количества тепла в двойных калориметрах, при котором исключается необходимость поправки на теплообмен. [c.149]

При использовании сверхзвукового сопла становится возможным экспериментальное исследование гомогенного образования зародышей и конденсации, так как по сравнению с другими методами мгновенного расширения в этом случае достигается максимальная скорость релаксации. Измерение статического давления по длине сопла позволяет судить о количестве тепла, выделяемого при конденсации [437]. В работе [174], кроме того, интерферометрическим методом измерялась плотность газа. [c.331]

Способ измерения скоростей по количеству тепла, снятого с приемника. К приборам, основанным на этом методе, относятся прежде всего различного вида термоанемометры. [c.482]

Метод определения к. п. д. по прямому балансу основывается на измерениях количества подведенного и полезно использованного в котельной установке тепла. [c.11]

Расчетная формула (8-5), используемая в настоящей работе для определения экспериментального значения энтальпии пара, не является строгой, так как она не учитывает наличия тепловых потерь в установке. В действительности же на всех участках устаиовки от места измерения температуры пара в первой измерительной камере до места измерения температуры конденсата имеются тепловые потери в окружающую ореду и поэтому количество тепла, передаваемое паром охлаждающей воде, уменьшается на величину этих потерь. Следовательно, и полученное таким образом значение энтальпии будет содержать систематическую ошибку, причем она никак не может быть обнаружена при данном методе проведения опыта и не учитывается формулой (8-6). [c.250]

Опытами установлено [13], что в области малых недогревов количество тепла, выделившегося на элементе и определенного по методу электрических измерений, существенно превышает количество тепла, определенного при измерении температуры и расхода воды на входе и выходе из канала. При больших же недогревах тепловой баланс элемента сходился с обычной степенью точности. [c.21]

Для измерений удельной теплоемкости жидкостей использовался метод нагрева образца жидкости известным количеством тепла. Величина удельной теплоемкости определяется по известному количеству переданного тепла Q, известному весу жидкости G и результирующей разности [c.40]

Помимо метода, основанного на подведении к жидкости тепла от электрического источника, применяется, особенно для высокотемпературных определений, метод смешения [131]. Он заключается в добавлении определенной массы нагретого испытуемого материала к определенной массе воды или иной жидкости, имеющей меньшую температуру, и в последующем измерении установившейся в результате смешения равновесной температуры. Количество тепла, поглощенного водой и резервуаром, которое было отдано более нагретой жидкостью, может быть подсчитано. Средняя удельная теплоемкость измеряется средним количеством тепла, необходимого для изменения на 1°С температуры единицы массы нагреваемого тела в данном интервале температур [6]. Такой метод обычно применяется для измерения теплоемкости твердых веществ. Однако благодаря использованию специальной капсулы, предназначенной для жидкости, такая методика успешно может применяться и для определения теплоемкости многих жидких продуктов. [c.111]

Структура закаленной стали состоит из мартенсита и небольшого количества остаточного аустенита и является неустойчивой. Поэтому при старении и отпуске закаленной стали в ней происходит ряд сложных процессов, состоящих из очень тонких структурных изменений, которые не всегда поддаются исследованию под оптическим микроскопом даже при самых высоких увеличениях. Поэтому их приходится изучать с помощью электронного микроскопа и физических методов — рентгенографического, дилатометрического, электрометрического, магнитного и по измерению выделенного тепла. [c.211]

Е. Контакт с хорошо перемешиваемой, жидкостью или с идеальным проводником. В калориметрии и в других методах измерения, связанных с теплопередачей, часто оказывается, что поверхность твердого тела соприкасается с жидкостью, перемешиваемой настолько хорошо, что температура жидкости всюду одинакова. Пусть твердое тело имеет теплопроводность К, площадь поверхности 5 и температуру поверхности V, причем v сохраняет постоянное значение на всей поверхности. Пусть, далее, хорошо перемешиваемая жидкость, соприкасающаяся с твердым телом, имеет массу М и удельную теплоемкость с, и пусть ее температура равна V. Для общности предположим, что в жидкость с массой М поступает в единицу времени от внешнего источника количество тепла Q и что потеря тепла вследствие излучения в среду с температурой г/о (отнесенная к единице площади в единицу времени) составляет //j(K — Uq). Если SV — увеличение температуры жидкости с массой М за время о , то мы можем написать [c.29]

Калориметрические методы измерения энергии и мощности — это такие методы, в которых энергия излучения, поглощаясь, переходит в тепло, что вызывает либо увеличение температуры в поглотителе, либо определенное изменение фазового состояния в измерительном приборе [18, 19]. Рост температуры вызывает какое-то изменение, которое можно зарегистрировать либо непосредственно как изменение самой температуры, либо косвенно как изменение объема, давления или некоторых других характеристик поглотителя. Изменения в фазовом состоянии можно измерить путем контроля относительных количеств вещества в каждой фазе в двухфазной системе. Надежные калориметрические методы отличаются обратимостью в том смысле, что с поглотителем не происходит никаких необратимых изменений и все калориметры возвращаются в свое первоначальное состояние за время установления равновесия. [c.113]

Кроме того, наряду с измерением температуры, этот метод бесконтактной термографии позволяет измерять количество тепла (по площади, ограниченной дифференциальной кривой), которое поглощает или выделяет поверхность исследуемых тел в результате теплообмена с окружающей средой. В случае применения стойких огнеупоров автор полагает, что температурный интервал исследования при помощи этого метода может быть расширен до 2800°С. [c.64]

Проведенные численные исследования динамики пожара в помещениях по изложенному в гл. 5 методу позволяют получать в качестве выходных характеристик большой спектр теплотехнических параметров, в том числе среднеобъемную температуру, среднюю температуру поверхностей строительных конструкций, плотности тепловых потоков на строительных конструкциях, характер прогрева строительных конструкций, количество тепла, воспринимаемого конструкциями. Это позволяет при разработке методов испытания материалов и конструкций использовать в равной мере граничные условия I, И или 1П рода. Наиболее простым с точки зрения инструментального обеспечения являются методы, использующие граничные условия П1 рода, поскольку с технической точки зрения измерение значений температуры газовой среды является наиболее простым и надежным. Однако использование соответствующих законов теплообмена в граничных условиях П1 рода ставит ограничения на размеры экспериментальных установок. Условия моделирования процессов сложного теплообмена для локальных пожаров или в начальной стадии пожара изложены в гл. 5 и в развитой стадии пожара в гл. 3. Особенно важным с точки зрения пожарной опасности материалов, применяемых в качестве облицовок или отделок в конструкциях, является начальная стадия пожара, когда эти материалы могут оказывать отрицательное воздействие на условия эвакуации людей -И служить путем распространения пламени. Для начальной стадии пожара основными требованиями, ограничивающими геометрические [c.293]

Тепловое состояние поршней с масляным охлаждением можно оценивать не только по результатам измерения температур в отдельных точках, но и по количеству отводимого в масло тепла [см. формулу (7)]. Такая оценка теплового состояния при сравнениях конструкций поршней, условий эксплуатации и т. п. является более надежной, чем измерение температуры. Как видно из формулы (7), для определения количества тепла необходимо измерять расход масла через поршень при помощи телескопического устройства. На дизелях типа ДЮО таким методом производили одновременные измерения расхода масла через нижний и верхний поршни (рис. 45, а). При измерении расхода масла через поршень варианта 14В внутреннюю трубку 16 прикрепляли к плите 15 (рис. 45, б), а наружную 17 — к приемному бачку 5, который установлен на торце гильзы. Между внутренней и наружной трубками имелся радиальный зазор в 1 мм (диаметр внутренней трубки был равным 17 мм, толщина стенки 1,5 мм, длина ее 287 мм). При установке трубок необходимо соблюдать их параллельность и обеспечивать заход внутренней трубки в наружную (в в. м. т.) не менее чем на 10 мм. [c.87]

Первый вариант состоит в измерении количества теплоты, выделяемой в тепловом источнике за ограниченный промежуток времени (метод периодического ввода тепла). Количество теплоты вычисляют по формуле (1.1). Этот вариант используют для определения тепловых эффектов различных реакций (теплоты сгорания, скрытой теплоты фазового перехода, теплоты адсорбции), для измерений теплоемкости твердых и жидких веществ. [c.10]

Энтальпия. Измерение энтальпии окиси бора было осуществлено методом смешения с использованием кипящего калориметра, представляющего собой разработанный в Институте высоких температур вариант калориметра с испаряющейся н идкостью [12]. Измеряемое количество тепла определяется по увеличению интенсивности испарения кипящей калориметрической жидкости (дистиллированная вода) в главный период по сравнению с постоянным фоном, создаваемым специальным нагревателем. [c.31]

При измерении первым методом вещество, нагретое до определенной температуры, вносят в калориметр. Количество тепла С определяется из соотношения [c.148]

Другой метод измерения количества тепла, получаемого от нагретой струи газа, основывается на определении скорости нагрева изолированного элемента 1 (рис. 11-8,6), выполненного из материала с хорошей теплопр оводн остью [c.321]

Другой метод [1721 псследования свойств течения ненасыхценных пленок гелия основывается на измерении количества тепла, нереносимого ча- TH JHO пленкой и частично газом. Использованный для этого прибор показан на фпг. 95. Температура донышка теплоизолированной трубки поддерживается постоянной к се верхнему концу прикрепляется нагреватель и термометр. При заполнении трубки газом под давлением, не достигающим насыщающего, внутренние стенки трубки покрываются ненасыщенной пленкой, соответствующей данному давлению. При нагреве часть пленки сверху испаряется и пары гелия возвращаются па дно сосуда таким образом, внутри трубки устанавливается конвективный ноток. Когда скорость этого потока достигает своего критического значения, т. е. пленка испаряется полностью, температура верхнего конца трубки резко повышается. Критическая скорость переноса но ненасыщенной пленке определяется затем формулой [c.870]

В случае, когда применяются твердые топлива, измерение Яо— Нмин посредством процесса, протекающего в установившемся потоке, становится трудновыполнимым. Поскольку никакого более удобного метода не изобретено, используется другой критерий, не требующий столь сложных измерений, однако теоретически менее обоснованный. Таким критерием является величина калориметрической теплотворной способности топлива. Эта величина определяется измерением количества тепла, отведенного от смеси топлива и кислорода, в то время как система изменяется до наиболее стабильного состояния, которое является состоянием полного сгорания при начальных значениях объема и температуры. [c.144]

Как уже отмечалось, достаточно точные методы измерения тепла (калориметрия) были разработаны еще в XVIII в., т. е. задолго до окончательного выяснения природы теплоты, на основе использования представлений о температуре и теплоемкости тела. В свое время наиболее употребительной единицей измерения тепла была калория, которую определяли как количество тепла, необходимое для нагрева 1 г воды на 1° С. Однако впоследствии было обнаружено, что теплоемкость воды несколько меняется с температурой и поэтому при разных температурах для нагрева 1 г воды на 1 С требуются различные количества тепла в этой связи потребовалось уточнить понятие калории, и была введена так называемая 15-градусная калория — количество тепла, расходуемое на нагревание воды от 14,5 до 15,5° С. В настоящее время для измерения количества тепла и работы применяются различные единицы, соотношение между которыми приведено в табл. 2-1. Наиболее употребительными единицами являются джоуль, а также международная калория <4,1868 Дж=1 кал). [c.27]

Коэффициент теплопроводности жидкостей измеряется обычно каким-либо из двух методов. По первому методу жидкость помещают между цилиндрическими поверхностями, а по второму — между плоскопараллельными. Коэффициент теплопроводности выражается в ккал см я град) или в ккалЦм ч град или в соответствующих британских единицах. Недавно разработан удобный и надежный метод определения коэффициента теплопроводности. По этому методу измеряется количество тепла, необходимого для повышения температуры данного количества жидкости на заданное число градусов в точно определенных условиях испытания. Измерительный прибор представляет собой пробирку из свинцового стекла в пробирку (вдоль продольной оси) впаяна прямая платиновая нить. К концам нити припаяны выводы для подачи напряжения таким образом, прибор подобен обычному платиновому термометру сопротивления. Сопротивление нити можно измерять при помощи стандартного измерительного моста. Такой метод обеспечивает исключительно хорошее совпадение расчетных и измеренных значений для некоторых широко применяющихся органических жидкостей и для ряда продуктов, перспективных с точки зрения их использования в качестве жидкостей для гидравлических систем. Разработан также метод определения коэффициента [c.111]

Метод Сайкса—Грузина [9.4]. Метод основан на измерении количества тепла, необходимого для нагрева образца до определенной температуры (принцип обратной калориметрии). Образец 1 (рис. 9.2) нагревается с помощью спирали сопротивления 2, помещенной внутри образца. При нагреве образца массой т от температуры до Tjj количество тепла, необходимое для нагрева без учета тепловых потерь, определяется как Q = PRx, где I — электрический ток, проходящий через спираль сопротивлением R в течение времени т. Средняя теплоемкость определяется по формуле Ср = PRxjm. Для получения значения истинной теплоемкости необходимо уменьшить АГ = — Tj. Для этого образец помещают в блок 3, который в свою очередь находится в печи 4. Теплоемкость определяется уравнением Ср = = Wjm (dTJdt), где W — мощность спирали m — масса образца dTJdt — скорость изменения температуры образца. [c.51]

Четыре первых члена этой формулы характеризуют влияние погрешностей электрических величин, необходимых для вычисления количества тепла, выделяемого электрическим током. Ясно, что для уменьшения этих погрешностей надо использовать амперметр и вольтметр высокой точности, причем сопротивление обмотки вольтметра должно быть большим. Однако для проведения наиболее точных экспериментов следует вообще отказаться от схемы, использующей амперметр и вольтметр, и применить метод компенсации. При этом калориметрический нагреватель включается по четырехпроводной системе и вся измерительная схема выглядит аналогично схеме для измерения сопротивления термометра сопротивления (рис. 3-11). только в случае необходимости к потенциометру добавляется делитель напряжения. Применение метода компенсации позволяет существенно уменьшить ошибки измерения напряжения и силы тока нагревателя, а ошибка, зависящая от сопротивлений вольтметра и нагревателя, выпадает совсем. [c.271]

Если длительность измерений выбрать так, чтобы за пределы полуцилиндра радиуса Я уходило незначительное количество тепла, то в процессе измерений количество энергии и средняя температура останутся постоянными, хотя температура отдельных точек полуцилиндра и треугольника будут изменяться во времени. Независимость средней температуры от времени — преимущество данного способа, благодаря чему методика измерений прош е, чем при использовании других методов. Точность определения теплоемкости можно повысить, увеличив число датчиков температуры на треугольной площадке. При этом уменьшится влияние плохого контакта с поверхностью отдельных датчиков и увеличится суммарный сигнал, что позволит изменить соотношение сигнал — шум на регистрирующем приборе. [c.54]

Определения внутреннего трения, рассмотренные в предыдущем параграфе, подсказывают различные пути, с помощью которых внутреннее трение в образце может быть измерено. Так, специфическое рассеяние можно определить непосредственно как количество тепла, которое производится, когда образец совершает замкнутый цикл напряжений. Это было проделано для стали Гопкинсоном и Вильямсом [59] и сравнительно недавно Фёпплем [34], который измерял разность температур между серединой и концами испытываемого образца, подверженного циклической деформации. Эта разность температур пропорциональна скорости образования в образце тепла и его отвода в окружающую среду. Чтобы получить абсолютные значения, использовалась калиброванная аппаратура. Калибровка производилась путем пропускания электрического тока через образец, находящийся в покое, и наблюдения разности температур при известном рассеянии тепла. Гопкинсон и Вильямс испольаовали область напряжений до 4700 кг/см и частоты до 120 гц. Из пикового значения напряжения можно вычислить максимальную упругую энергию, накопленную образцом, и отсюда определить специфическое рассеяние АЦ / Г. Главное неудобство этого метода состоит в том, что для получения доступных измерению разностей температур требуются большие силы, а потому аппаратура должна быть выполнена в промышленных масштабах. [c.102]

Определить количество тепла, поглощенное солью, в абсолютных единицах трудно, поэтому обычно его определяют в отдельном опыте в области температур, где известна теплоемкость соли и установлена температурная шкала. Этот метод подвергся критике по многим причинам. Плацман [7] обратил внимание на то, что некоторая часть поглощенной энергии может не переходить в тепло, но накапливаться в кристалле. Кюрти и Симон [8] указывают, однако, что из этого обстоятельства не следует, что метод даст неправильные результаты. Входить в детали обсуждения мы здесь не можем, однако ясно, что результаты измерений с поглощением -лучей остаются верными, если равные части поглощенной энергии переходят в тепло при низкой температуре и при температуре измерения поглощения - -лучей. В настоящее время этим методом пользуется большинство исследователей. [c.264]

Оригинальным является оптический вариант метода плоского горизонтального слоя, заключающийся в том, что градиент температур в слое исследуемой жидкости определяется непосредственно, оптическим путем, на основании зависимости показателя преломления жидкости от температуры. Количество тепла, прошедшее через слой жидкости, измеряется калориметрическим способом. Этот метод был развит в работах В. П. Фрон-тасьева [230—232] для измерения теплопроводности как отдельных жидкостей, так и жидких бинарных смесей. Результаты, полученные в работах [231, 232] для воды и многих органических жидкостей, достаточно надежны. [c.204]

Метод измерения В., основанный на изменении теплопроводности в зависимости ог давления, предложен Пирани. Метод заключается в том, что платиновая или вольфрамовая проволока длиной от 20 до 50 ем и диам. в несколько сотых мм закрепляется помощью стеклянных ножек в В. (наподобие закрепления волосков электрич. лампочек). По проволоке пропускается тек в несколько десятков шА, чтобы нагреть ее приблизительно до 200°. Количество тепла, выделяющееся в нити, определяется ф-лой Джоуля Q =1 В, где г—сила тока, а В — сопротивление нити. Т. к. сопротивление платины Л по определенному закону меняется с темп-рой ее, то, измеряя В мостиком Уитстона, можно определить темп-ру Т нити. Зная количество тепла и темп-ру, можно определить коэф. теплоотдачи. Обычно поступают так изменяя ток а следовательно и Q, держат Л, а следовательно и Т постоянным. Тогда, чем больше теплоотдача, тем больше нужно ваять градуируя прибор помощью манометра Мак-Леода, можно найти зависимость между ь и давлением р. Схема установок изображена на фиг. 12. Интервал давления, к-рый измеряется этим манометром, от 4,5 10-2 до 7 10- мм Hg. На элек- [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...