Калориметры для металлов

Рис. 3-7. Схема а-калориметра для металлов

Рис. 3-8. Измерительное устройство fl-калориметра для металлов

Калориметр для исследования коэффициента температуропроводности металлов до температур 700° С. Калориметр (рис. 3-18) помещается в вакуумную электрическую печь [Л. 3-19]. Он состоит из опытного образца /, массивных стаканов 2, 3 и радиационных экранов 4. [c.130]

Рис. 3-11. Схема а-калориметра ДК-а-ЮОО для металлов

Испарение [В 01 D 1/00 в вакууме как метод сушки F 26 В 5/04-5/06 использование для выпуска сжиженных газов из сосудов высокого давления F 17 С 7/04 в измерителях температуры G 01 К 11/02-11/04 для охлаждения (машин и двигателей F 01 Р 3/27 в теплообменных аппаратах F 28 D 5/00-5/02 в холодильных машинах F 25 D 7/00, F 28 С 3/08)) для очистки воды и сточных вод С 02 F 1/04-1/18 топлива перед пуском ДВС F 02 М 31/18 уменьшение или предотвращение в баках, цистернах, бункерах и т. п. контейнерах большой емкости В 65 D 90/28, 90/38-90/44] Испарители (F 23 D (для горелок с жидким топливом 5/02-5/04 топлива в горелках 11/44-11/46) для получения паров металла с целью нанесения покрытий С 23 С 14/24-14/32 в холодильных машинах F 25 В 39/02) Испарительные калориметры G 01 К 17/02 карбюраторы F 02 М 17/16-17/28) [c.88]

Подходящими металлами для изготовления калориметров являются [c.201]

При этих условиях, выбрав за нормальное вещество для калориметра N какой-либо металл с хорошо изученной теплоемкостью, можно считать = 1. Для доказательства воспользуемся критериальными величинами ri и I (см. 4 и 5 гл. IV). [c.321]

Здесь т —темп охлаждения бикалориметра. Таким образом, для определения теплового сопротивления покрытия необходимо найти из опыта темп охлаждения бикалориметра и коэффициент теплоотдачи. Теплоемкость ядра обычно является известной, так как ядро всегда можно выполнить из материала, для которого имеются литературные данные (медь, железо и др.). Применение металлов позволяет в опыте легко осуществить выполнение ijj = l, если что имеет место при использовании охлаждающей газовой среды. Первоначально опыт проводится с ядром без покрытия. Затем проводится опыт с бикалориметром. Устройство бикалориметра, разработанного автором совместно с Н. Я. Поповым, ясно из рис. 2-12. Опыты в зависимости от температурных условий проводятся в термостате или печи, устройство которых было показано на рис. 2-4 и 2-5. Опыты с ядром и бикалориметром проводятся последовательно при одних и тех же условиях. Если темп охлаждения отличается большой величиной, то при проведении опытов запись изменения температуры во времени для бикалориметра производится с помощью самопишущего прибора высокой чувствительности. При исследовании тонких покрытий опыты с калориметром (рис. 2-12) проводятся с записью показаний зеркального гальванометра ГЗС-47 на фотопленку с помощью стробоскопического освещения зеркальца гальванометра 7, находящегося в специальном затемненном ящике. Стробоскоп приводится в движение электрическим мотором, имеющим один оборот в минуту. [c.89]

Для измерения температурных перепадов (т), (т) и запаздываний Т (t), т г (t) в обоих а-калориметрах предусмотрены три термопары Н, О и В, выполненные либо из хромеля и алюмеля, либо из нихрома и константана диаметром d 0,2 мм. Все термопары имеют постоянный монтаж. Две из них, Н п В, размещаются в контактирую-щ,их с образцом деталях ядра,в непосредственной близости к плоскостям контакта. Исключение составляет термопара В рис. 3-5, установленная внутри металлической трубки-иглы. Колпак 6 опускается на образец и надевается на иглу. Однако такой монтаж почти не меняет существа дела, так как контактирующие с образцом детали ядра выполняются из металлов с высокой теплопроводностью (медь, дюралюминий), и термопары В и Н практически измеряют температуру лицевых плоскостей контактирующих деталей. [c.70]

В калориметрах ДК- -400 и ДК-с-400 предусмотрена возможность использования дополнительных приспособлений для исследования металлов и жидкостей (см. 2-2, 4-3 и 4-4). Силовая и измерительная схемы прибора в своей основе совпадают со схемами прибора ДК-аЯ-400 (см. рис. 4-8). Прежними остались методика проведения опытов и приемы обработки их результатов. [c.111]

Калориметры типа ДК- -400, представленные на рис. 4-6, после относительно небольших изменений измерительного устройства могут быть использованы для изучения теплопроводности металлов. Непосредственному применению их мешает высокая теплопроводность металлов, так как образцы в калориметрах ДК- -400, в соответствии с предпосылками (4-6) и (4-28) метода тонкой пластинки, должны одновременно удовлетворять двум условиям [c.113]

По режиму опыта и общим закономерностям этот метод близок к рассмотренному в начале главы методу тонкой пластины. Различия между ними касаются в основном границ применения и проистекают из различий в форме образцов. Главной областью применения метода тонкой пластинки являются твердые материалы (теплоизоляторы, полупроводники, металлы), а метод тонкого замкнутого слоя наиболее пригоден для исследования теплопроводности жидкостей, паров, газов и дисперсных материалов (порошки, волокна), причем в нем относительно просто реализуются измерения с различными внешними давлениями (от высокого вакуума до давлений в сотни атмосфер) и отсутствуют принципиальные ограничения диапазона рабочих температур. Естественно, при такой универсальности метода каждая группа веществ (жидкости, пары и газы, дисперсные материалы), каждый диапазон рабочих температур и давлений (низкие, средние и высокие) требуют создания различных по конструктивному оформлению калориметров. [c.120]

Под воздействием нагревателя осуществляется плавный, монотонный рост температуры всех деталей калориметра (рис. 4-14). При этом ядро разогревается только теплом, которое поступает к нему через замкнутый слой исследуемого вещества. Следовательно, о величине проникающего через испытуемый слой теплового потока удается судить по измеряемой в опыте скорости роста средней объемной температуры ядра. Для этого достаточно, чтобы ядро было изготовлено из металла с хорошо изученной удельной теплоемкостью (t). [c.120]

Изображенный на, рис. 4, в калориметр служит для измерения истинной теплоемкости металлов. Его схема и режим работы заметно отличаются от рассмотренных выше. В зависимости от ассортимента материала испытуемый образец в таком с-калориметре может изготавливаться в виде стержня с продольной канавкой (для термопары), трубки постоянного сечения, согнутой в трубку ленты или же в виде показанной на рис. 4,6 проволочной спирали 1. К средней зоне образца привариваются или чеканятся два потенциальных провода 2, а к центральному участку -- термопара 3. Диаметры электродов термопары и потенциальных проводов выбираются такими, чтобы их теплоемкость оказалась пренебрежимо малой по сравнению с теплоемкостью образца. Электроды термопары для снижения погрешности ее показаний пропускаются внутри спирали (трубки, стержня). Во избежание провисания спираль навешивается на тонкую керамическую трубку. После монтажа термопары и потенциальных проводов образец помещается в вакуумную камеру, из которой предварительно удаляется печь, и своими концами подключается к ее токоподводящим шинам. Концы термопары подключаются к гнездам находящегося в установке (см. рис. 3) электронного потенциометра ЭПП-09, а потенциальные провода — к вольтметру или же соответствующим гнездам ваттметра. В цепь питания образца соответственно включается амперметр или ваттметр. [c.8]

Изложенная методика измерения теплоемкости металлов проверена в лаборатории до температуры 1000 С, однако есть основания надеяться, что температурный интервал применения методики может быть значительно расширен. Погрешность измерений в опытах с различными материалами составила 3 — 7 %. Продолжительность опыта от 20 до 1000 С обычно не превышает 5—10 мин. При дальнейшем усовершенствовании конструкции рассмотренные с-калориметры могут оказаться весьма эффективными для массовых испытаний металлов на теплоемкость и электропроводность. [c.8]

Для обоснования достоверности термодинамического критерия разрушения В. В. Федоровым с сотрудниками был экспериментально исследован энергетический баланс процесса деформирования и разрушения широкого класса металлов и сплавов в отожженном и закаленном состояниях при циклическом нагружении образцов и в условиях абразивного износа (шлифования). Необратимо затраченную энергию циклических деформаций замеряли по методу динамической петли гистерезиса (погрешностью 3%), а тепловую энергию, рассеянную деформируемыми объемами в окружающую среду,— с помощью специального калориметра. Относительная погрешность при определении суммарного значения рассеянной тепловой энергии не превышала 1,5%. Было установлено, что плотность внутренней энергии и с ростом числа циклов нагружения возрастает, но к моменту разрушения образца всегда достигает одного и того же уровня независимо от амплитуды и частоты нагружения, близкого к и,= м. [c.385]

При исследовании энергетического баланса при трении опыты проводили на специально созданной экспериментальной установке с измерением теплового эффекта жидкостным калориметром проточного типа (погрешность не превышала dz0,5%). В данном случае критическая плотность внутренней энергии м, оказалась близкой к = и и". Таким образом, при обеспечении условий накачки энергии в металл в условиях диспергирования, обеспечивающего у = = v , получено близкое соответствие между плотностью внутренней энергии , и энтальпией плавления для жидкого состояния. Эти опыты явились прямым подтверждением правомерности использования энтальпии плавления как критического параметра, при достижении которого возникают неравновесные фазовые переходы кристалл—аморфная фаза (как уже отмечалось, энергия для образования [c.385]

Толщину стенок и дна обычно выбирают минимальной, но обеспечивающей достаточную прочность и неизменность формы калориметра. Внешняя поверхность сосуда для уменьшения тепловой радиации должна быть хорошо полированной и совершенно чистой. Если сосуд изготовлен из неблагородного металла, его обычно никелируют, хромируют, серебрят или золотят. [c.185]

Существенным недостатком массивных калориметров, особенно при большом размере их блоков, является температурный градиент в массе металла. Несмотря на то что для [c.199]

Примерами калориметров, изготовленных во втором варианте, могут служить приборы для измерения энтальпий сгорания ряда металлов, которые использовал Ария с сотрудниками [22], а так же Вагнер [23]. Эти калориметры близки по своим характеристикам. Массивные блоки-бомбы, изготовленные из меди, весом 25 и 20 кг помещены для уменьшения теплообмена в вакуумные оболочки. Температура калориметрических систем измерялась при помощи термисторов. [c.153]

При 2Р 2.10 м -град1вт металлические образцы согласно условию (4-32) должны иметь толщину h = 10ч-100 мм, что приводит к необходимости использовать массивные стержни и увеличивать размеры калориметрического устройства. Такой способ расширения границ метода трудно призлать оптимальным. Более интересным представляется другой способ. Особенности этого способа перестройки калориметров типа ДК- -400 могут быть поняты из рис. 4-11. По конструкции этот калориметр совпадает с калориметром на рис. 4-6, в. Различаются они только схемой монтажа термопар. В калориметре для металлов вместо термопар С и О используются термопары В и Н, рабочие спаи которых монтируются непосредственно в теле образца. В последнем с этой целью могут высверливаться два горизонтальных отверстия с точно измеренным межцентровым расстоянием /г . Спаи термопар целесообразно армировать керамическими соломками (d 1,0 мм) и диаметр отверстий строго согласовывать с диаметром соломок . [c.113]

Определение теплоты образования жидкого сплава по теплоту образования твердого сплава и разности между теплотами охлаждения сплава и чистых металлов. Согласно Магнусу и Ман-геймеру [246] и Керберу и Эльсену [174], жидкий сплав данного, состава, с данной температурой Т" вносится в калориметр при комнатной температуре Т. Количество освобождающегося при этом тепла, отнесенное к одному грамм-атому сплава, дает разницу теплосодержаний Я, (Г )—Н (Т ) между температурами Т" и Т. Тот же метод применяется и для определения разности теплосо держаний между температурами Т" и Т для чистых металлов, Я (1)(Т")—Я (1)(Г ) для металла 1 и Нт 2) Т")— Нщ2) Т ) для металла 2. Теплота образования твердого сплава при комнатной температуре, например ДЯ(Т ), предполагается известной на основании измерений методами, описанными выше. Чтобы найти теплоту образования Н Т") жидкого сплава при температуре Т", следует воспользоваться законом Кирхгоффа для температурной зависимости теплоты реакций [c.95]

В 1934 г. Тэйлор и Квинни (Taylor and Quinney [1934, 2]) провели опыты по кручению и сжатию для определения теплового поведения с помощью как термопар, так и калориметров. По измерениям при помощи обоих приборов они получили сравнимые результаты. Деформированные образцы быстро снимались с закручивающего устройства и бросались в калориметр. Для отожженной чистой меди и мягкой стали порядок значений скрытой теплоты был одинаковым, но вместо того, чтобы оставаться постоянным по значению в процессе деформирования, скрытая теплота претерпевала процентное уменьшение при весьма больших деформациях. Сравнивая результаты измерений по калориметру для чистой меди с максимальным напряжением, достигавшимся при Ig (/io//i) = l,45 по данным опыта, представленным на рис. 4.91, они показали, что работа по холодной обработке, необходимая для насыщения меди скрытой энергией при комнатной температуре, была примерно такой же, как и та, которая необходима для того, чтобы повысить прочность металла до ее максимального значения. [c.180]

Все описанные методы применяют для металлов, а первый и второй методы широко используют для измерения теплоемкости любых твердых тел (на простейших образцах). Можно выделить основные типы калориметров жидкостные калориметры, в которых теплота изучаемого объекта передается той или иной калориметрической жидкости , помещенной в калориметрический сосуд массивные калориметры, в которых теплота передается металлическому блоку соответствующего размера и формы кало-риметры-контейнеры, представляющие собой обычно тонкостенные металлические сосуды небольшого размера, в которые помещают изучаемое вещество двойные калориметры (жидкостные или металлические) самой разнообразной конструкции и др. [c.112]

Иногда в калориметрах для определения теплоемкостей температура в интервале 10—300° К измеряется медными, золотыми или свинцовыми термометрами. Температурная зависимость сопротивления этих металлов изучена значительно хуже по сравнению с платиной и поэтому градуировка таких термометров встречает затруднения (I, гл. 3). Термометры сопротивления в некоторых калориметрах укреплены непосредственно на внешней поверхности контейнера в этом случае их проще изготовить, они обладают малой термической инертностью, но, как отмечено ранее (I, гл. 3), цоказания их менее стабильны. Поэтому при проведении точных работ чаще пользуются переносными термометрами типа образцовых. [c.302]

Основное применение в производстве фотоэлементов. Имеет в этом отношении преимущество перед рубидием, обладая наибольшим фотоэффектом среди щелочных металлов в сочетании с наименьшей работой выхода электронов. Сплавы цезия с сурьмой, кальцием, барием и таллием применяют для изготовления фотоэлементов, использующихся в аппаратуре автоматического контроля за производственными процессами, в автоматических счетных устройствах, в калориметрии. Сплав 8Ь —С (соответствующий по составу соединению ЬС8а) применяют для изготовления фотокаТодов. Он обладает высокой стабильностью в работе. Получается при последовательном осаждении возгонкой в вакууме слоев сурьмы и цезия. Применяется также в качестве газопоглотителя. [c.349]

Определение теплоты образования твердого сплава по разности между теплотой растворения сплава и теплотами растворения чистых металлов. Сплав растворяется при комнатной или несколько повышенной температуре (например, при 90° С) в кис- лоте, бромной воде, растворе хлорного железа, ртути или другом реагенте. Выделяюш,ееся при этом тепло измеряется в калориметре и приводится к одному грамм-атому сплава. Теплота, освобождаю-ш,аяся при растворении грамм-атома чистого металла 1 и грамм-атома чистого металла 2, определяется путем отдельных экспериментов, с применением того же растворителя, что и для сплава. Затем теплоть[ растворения чистых металлов вычитаются из теплоты растворения сплава. Алгебраическая разность этих тепловых эффектов дает Н , т. е. количество тепла, поглошаюш,егося при образовании одного грамм-атома сплава из грамм-атомов металла 1 и х грамм-атомов металла 2. Этот метод применялся Бертло [12], Тейлором [363], Русом [292] и фон Вартенбергом [400]. Широкие эксперименты были проведены Бильтцем и сотрудниками [16, 18— 27]. Важным методическим усовершенствованием явилось введение так называемого высокотемпературного калориметра, позволяю-щ,его растворять сплавы при 90" , в случаях, когда скорость растворения при комнатной температуре слишком мала. Калориметрические определения должны проводиться с весьма высокой точностью, так как теплоты растворения часто бывают большими по сравнению с величине представляющей таким образом малую разность больших величин. [c.93]

Гораздо меньше разработаны методы определения темперагуро-иронодности а они стали предметом внимания исследователей преимущественно в XX столетии (38, 39, 40, 41, 42]. Знание двух констант к и а, если к ним присоединить без труда определяемый объемный вес, уже достаточно для тепловых расчетов, так как Су<,1 и с найдутся отсюда простым делением, в силу (1.6). Тем не менее представляют несомненный интерес и методы прямого определения с. Существует несколько надежных методов определения удельной теплоемкости металлов гораздо менее надежны методы, применяемые для плохих проводников тепла, так как почти везде плохо учитываются теплообмен калориметра с окружающей средой и несовершенное выравнивание температуры образца испытываемого материала. [c.228]

При этом способе измерения а предполагается, что стенка калориметра обладает достаточно большой толщиной, а ее материал — металл — настолько высокой теплопроводностью, что температуря выравнена по всей наружной поверхности. При небольших размерах калориметров (Lq порядка 3—5 см) это предположение достаточно хороию оправдывается на ог[ыте, если брать для изготовления электрокалориметра медные, латунные и им подобные металлы, а толщину оболочки брать не ниже 2—2,5 мм. [c.271]

Совокупность операций, необходимых для определения констант калориметров, мы назвали калибровкой. Прежде всего следует определить вес Р калориметра N, если он изготовлен из одного металла, или веса отдельных его частей P , обозначим удельные теплоемкости металлов, из которых они состоят, с , тогда теплоемкость каждой такой части равна С/ = Pi i, теплоемкость всего альфакалориметра С будет дана формулой (1.5). [c.288]

При монтировке термопары в теле металлического альфакалори-метра следует принять меры, обеспечивающие наилучшую передачу тепла от металла к спаю термопары. Так, например, в описанном (второй пример 6) цилиндрическом латунном калориметре был применен такой прием. По оси этого сплошного цилиндра был высверлен канал диаметром 5 мм, глубина которого была равна половине высоты цилиндра. В этот канал наливался расплавленный металл Вуда и затем в него погружалась до упора фарфоровая двухканальная трубочка с термопарой. Через час металл Вуда застывал и плотно охватывал термопару. Диаметр трубочки для термопары 3—4 мм, диаметр проволочек 0,2—0,6 ммЛ Возможны и иные приемы наливание воды или масла в вышеупомянутый канал, припаивание спая термопары к металлу альфакалориметра и т. д. [c.291]

В Я,-калориметрах, предназначенных для исследования металлов на образцах-дисках (рис. 4-14), условия (4-36) — (4-38) отпадают. В качестве первичного параметра используется оптимальная толщина опт образца, величина которой определяется в основном допустимой относительной погрешностью ее замера (см. 4-3). После этого через значения Хтах и для выбранной группы металлов рассчитываются предельные значения теплового сопротивления образцов [c.118]

Чтобы несколько упростить реализацию калориметров, предназначающихся для изучения газов в области высоких температур, целесообразно придерживаться определенных рекомендаций. Во-первых, следует стремиться к максимальному уменьшению размеров ядра и блока. Оптимальные перепады температуры в слое = 10-=-50 град) достигаются интенсификацией разогрева калориметра до значений 6g t 0,5-f-5 градкек. Во-вторых, ядро и блок должны изготавливаться из одинакового металла, чтобы их термическое расширение оказывало на толщину зазора минимальное воздействие. Если калориметр предназначается для исследований при различных давлениях газа, то для того чтобы избежать деформации зазора, детали калориметра целесообразно разгружать с помощью наружной компенсационной камеры, работающей на исследуемом или инертном газе. [c.139]

D ри.ч. система у калориметров этого типа представ гяет X собой блок иа металла (обычно Си или А1) с выемками для сосуда, в к-ром происходит реакция, термометра [c.234]

Изображенный на рис. 4, а калориметр принадлежит к группе имеющихся в комплекте установки калориметров, предназначенных для измерения коэффициентов теплопроводности сыпучих и волокнистых теило-йзоляционных материалов. Калориметр состоит из металлического стакана / с крышкой 2 и концентрично вставленного внутрь него ядра 3. Ядро выполняется из металла с хорошо изученной теплоемкостью. Испытуемый материал 4 засыпается в зазор между станком и ядром. Термопары, с помощью которых производятся измерения температуры и перепада температуры в испытуемом материале, монтируются в оболочке и ядре калориметра, в точках 5 и 6. [c.7]

Наибольшее количество измерений теплоемкости Со выполнено по методу шарового адиабатного калориметра. Калориметр состоит из стального тонкостенного калориметрического сосуда (рис. 5-7) и концентрично расположенной толстостенной адиабатной оболочки, между которыми располагается слой закиси меди, служащий для передачи давления от сосуда к оболочке. Благодаря этому возможно создание калориметра с тонкой стенкой сосуда, а следовательно, с относительно малым тепловым значением. Одновременно слой закиси меди в паре с металлом сосуда и оболочки образует чувствительную дифференциальную термопару, по показаниям которой можно судить об условиях адиа-батичности калориметра во время опыта. Опыты производятся по изохорам через определенные интервалы температур [28, 33]. [c.300]

Калориметрический метод. Для определения изменения энтропии во время пластической деформации А5стр(е) можно использовать традиционный калориметрический метод. Для этого необходимо продеформировать металл с различными обжатиями, а затем нагреть его в калориметре и измерить то тепло, которое при этом выделилось. Выделившееся тепло связано с распадом структур, сформированных во время пластической деформации [c.40]

Метод с-калориметра (контактного тепломера) основан на закономерностях монотонного разогрева исследуемого образца, когда его температурное поле остается блиаким к стационарному (скорость разогрева составляет от 0,02 до 0,2°С/с). Метод может реализоваться в сравнительном и абсолютном вариантах и используется для исследования теплоемкости различных теплоизоляционных материалов (применим также к металлам, полупроводникам) до температур 400° С [100]. [c.314]

В [73] описан оригинальный адиабатический калориметр объемом 163 см, состоящий из двух стальных концентрических Шаровых оболочек с зазором между ними 3 мм. Для передачи давления на наружную стенку в зазор засыпали закись меди, Подвергнувшуюся уплотнению. Слой закиси меди в паре с металлом корпуса одновременно играл роль чувствительного по- Упроводника термоэлемента. При комнатной температуре сопротивление слоя порошка закиси меди составляло примерно 27 Ом, а при околокритических температурах (около 370°С) величина понижалась до 1—2 Ом, что приводило к значительному повышению чувствительности измерительной схемы. [c.61]

Впервые массивный калориметр был предложен Нернстом [31] для определения средней теплоемкости металлов от низкой температуры до комнатной. Затем подобный калориметр был сконструирован и тщательно изучен Нарбутом [32]. В дальнейшем массивный калориметр был с успехо.у использован рядом авторов также для определения средней теплоемкости металлов (от высокой температуры до комнатной). В последнее время массивные калориметры все более широко вводятся в калориметрическую практику. Помимо средних теплоемкостей в них определяются и теплоты горения, теплоты адсорбции, теплоты разложения, теплоты испарения и т. д. [29, 33, 34, 35]. [c.200]

Начиная с 1954 г. этот метод широко используется в работах термохимической лаборатории МГУ для измерения энтальпий образования большого числа хлор-, фтор и перфторпроизводных органических соединений. В качестве щелочного металла в этих работах используют натрий. Его преимущество перед калием — меньшая склонность к образованию перекиси и меньшая химическая активность. Реакция проводится в калориметрической бомбе и инициируется электрической дугой. Энергию дуги измеряют специально сконструированным электродинамическим счетчиком. В этих работах используют герметичный калориметр с магнитными мешалкой и управлением движения электрода (для зажигания дуги) (см. I, стр. 196, рис. 37). Подробно калориметр описан в работе [42]. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...