Калориметры фазового перехода

Калориметры фазового перехода [c.73]

Преимущество калориметров фазового перехода заключается в их относительно простой конструкции и высокой чувствительности, что особенно важно для изучения процессов с малым тепловым эффектом. [c.73]

Точность калориметров фазовых переходов зависит от точности, с которой определена теплота соответствующего перехода. Эти калориметры градуируют, используя энергию электрического тока. [c.74]

Таким образом, чувствительность калориметра фазового перехода прямо пропорциональна разнице между плотностью двух фаз и обратно пропорциональна теплоте перехода. [c.76]

Калориметры фазового перехода жидкость — газ [c.77]

К калориметрам фазового перехода кроме ледяного калориметра относятся также приборы, в которых в качестве калориметрического вещества используют легко испаряющуюся жидкость. Чувствительность такого калориметра определяется отношением плотностей жидкости и газа (см. табл. 2), а также удельной теплотой испарения жидкости. [c.77]

Чувствительность калориметра фазового перехода составляет [c.77]

Рис. 8.2. Принципиальная схема деформационного калориметра фазового перехода жидкость - газ (N2)

Калориметр ледяной — калориметр фазового перехода, в котором тепловой эффект процесса компенсируется теплотой фазового перехода лед — вода (калориметрическое вещество). [c.170]

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]

В работе [173] описаны усовершенствованный калориметр и соответствующая методика измерений, предназначенные для простого и быстрого определения теплоемкостей и скрытой теплоты фазовых переходов. Калориметр позволяет вести автоматическую запись кривой ( подводимая энергия — температура образца ) с помощью стандартного ленточного самописца. Большинство требующихся блоков являются стандартными. Этот прибор сочетает в себе основные достоинства адиабатического калориметра, калориметров для термического и дифференциального термического анализа. Точность измерения может быть легко доведена до 2%. [c.116]

Когда температура системы становится постоянной, как это имеет место в точке фазового перехода, тепло, поглощаемое калориметром с находящимся в нем образцом, расходуется лишь на изменение состояния образца. [c.116]

Для изучения термодинамических свойств вешеств методами калориметрии наиболее часто определяются тепловые эффекты химических реакций, теплоемкости веществ и теплоты фазовых переходов. Как тепловые эффекты химических реакций, так и теплоемкости веществ значительно изменяются с температурой. [c.77]

К числу недостатков такого термометра надо отнести сложность изготовления и градуировки, а также несколько большую термическую инертность, чем у плоских калориметрических термометров. Поэтому герметичные термометры типа образцового термометра употребляются в калориметрии, как правило, лишь в тех случаях, когда точное измерение температуры в Международной шкале (или непосредственно в термодинамической шкале, если измеряется температура ниже кислородной точки) необходимо по условиям опыта. К таким случаям относится, например, определение истинных теплоемкостей в широком интервале температур, а также измерение температур и теплот фазовых переходов. [c.140]

Калориметр-контейнер, строго говоря, нельзя рассматривать как особый тип калориметра. Однако он имеет ряд специфических особенностей и очень широко используется в калориметрической практике, главным образом для определения теплоемкости и теплот фазовых переходов. Это делает целесообразным отдельное его описание. [c.201]

Первые два раздела посвящены в основном описанию методов измерения энтальпий химических реакций, протекающих между органическими (раздел 1) и неорганическими (раздел 2) веществами. В третьем разделе описаны методы измерения и вычисления теплоемкости и энтальпий фазовых переходов. Изложение методов измерения энтальпий реакций в двух самостоятельных разделах книги продиктовано их обилием и разнообразием, и, кроме того, выделение реакций органических веществ в первый раздел удобно по методическим соображениям. Основной методикой, используемой при термохимическом изучении органических веществ, является измерение энтальпий их сгорания в кислороде. С детального описания этой методики целесообразно начать изложение. Это позволяет на конкретных примерах познакомить читателя со многими тонкостями экспериментальных приемов и создать таким образом фундамент, очень полезный для усвоения последующего материала. Этот путь представляется целесообразным еще и потому, что многие из описанных в первом разделе калориметров и деталей эксперимента могут быть использованы иногда с некоторыми изменениями в других областях термохимии. [c.4]

Теплота, выделенная (или поглощенная) в калориметре, может компенсироваться за счет скрытой теплоты фазовых переходов, теплоты термо- [c.8]

Преимущество изотермических калориметров заключается в их относительно простой конструкции, высокой чувствительности и в возможности поместить калориметрическую систему в сосуд, в котором фазовый переход идентичен фазовому переходу в калориметрической системе, благодаря чему на точность результатов измерения не влияют тепловые помехи из окружающей среды, так как создаются адиабатические условия эксперимента. [c.11]

Если изотермический калориметр применяют для измерения теплоты какого-либо процесса, то должна быть известна теплота фазового перехода калориметрического вещества. Такой прибор может быть также использован для измерения неизвестной теплоты фазового перехода. В этом случае от нагревателя подводят определенное количество электрической энергии и измеряют массу превращенного вещества. Количество подведенной теплоты, деленное на массу превращенного вещества, дает удельную теплоту фазового перехода. Этот метод называют обратной калориметрией. [c.11]

При описании принципа действия изотермических калориметров (см. разд. 1.1.1) указывалось, что измерение выделенной теплоты сводится к определению количества превращенного вещества. Это может быть сделано либо непосредственно взвешиванием, либо определением изменения объема или давления исследуемой калориметрической системы в результате фазового перехода. [c.17]

Одна из причин интенсивного использования сканирующих калориметров заключается в возможности широкого выбора рабочих температур. Но главная причина состоит в том, что при режиме нагревания с постоянной скоростью (термическая активация) может быть изучен широкий спектр различных физических и химических процессов фазовые переходы, процессы упорядочения структур, кинетика протекания всевозможных реакций. [c.44]

Рис. 6.16. Кривые изменения температуры в калориметре при нагревании образца без фазового перехода (а) и с экзотермическим (б) и эндотермическим (в) фазовыми переходами

ПОТОК увеличивается благодаря повышению разности (Гд - Гиз ,). В момент окончания фазового перехода через ДГг разность температур превысит таковую при стационарных условиях. Это вызывает большой тепловой поток до тех пор, пока не восстановятся начальные стационарные условия. При этом рост температуры внутри интервала Д з происходит быстрее, чем внутри интервала Д 2 Поскольку рассматривается процесс в дифференциальном устройстве, полученная экспериментальная кривая является температурной зависимостью разности температур между двумя ячейками калориметра. [c.53]

Удельную теплоемкость, температуру и теплоту фазового перехода можно рассчитать непосредственно из экспериментальных кривых с достаточно высокой точностью. (Следует отметить, что кривые й Т), полученные при работе со сканирующими калориметрами, не соответствуют точно истинному тепловому потоку, вызванному фазовым переходом образца. Они размыты во времени. [c.59]

Блейк предложил использовать скрытую теплоту плавления льда для калориметрических измерений (принцип действия изотермического калориметра). Калориметр фазового перехода, предложенный Блейком (ледяной калориметр), имел очень простое устройство. Нагретый образец помещали в полость ледяного блока, которую закрывали слоем льда. После того, как образец принимал температуру льда, определяли массу расплавленного льда взвешиванием. [c.9]

На рис. 8.1 показана схема калориметра фазового перехода, в котором в качестве калориметрического вещества используется лед (калориметр Бунзена) [5]. Стеклянная трубка (или иногда небольшая калориметрическая бомба), содержащая исследуемый образец, помещена в стеклянный сосуд, заполненный чистой водой и ртутью. Вся калориметрическая система погружена в смесь лед - вода. До начала эксперимента часть воды, окружающей трубку с образцом, замораживают при помощи охлаждающего агента. Таким образом, трубка с образцом оказывается окру- рсенной ледяной оболочкой, находящейся в температурном равновесии с водой. Любое вьщеление или поглощение теплоты образцом приводит к плавлению или замерзанию соответствующей массы льда или воды. [c.74]

Калориметр фазового перехода - калориметр, измерительный принщш которого основан на компенсащш теплового эффекта процесса теплотой фазового перехода. [c.171]

Калориметры указанного назначения благодаря своей универсальности должны удовлетворять сочетанию довольно разнообразных требований. В частности, неметаллические жидкости в отличие от газов обладают относительно высокими значениями теплопроводности [Я, St 0,1 ч- 1 вт1 м-град) и легко вступают в конвективный теплообмен, поэтому для выполнения условия GrPr < 800 приходится работать со слоями толщиной h = 0,2 0,8 мм и перепадами температуры = 2 3 град. В свою очередь, газы и пары требуют герметизации рабочего пространства калориметра и приспособлений для тщательного маностатирования вещества на протяжении опыта. Фазовый переход жидкость—пар при постоянном давлении сопровождается обычно резким изменением объема вещества, поэтому в системе заполнения калориметра должны предусматриваться соответствующие автоматически подключающиеся вспомогательные емкости. [c.135]

Представленные на рис. 4-17 калориметры, как уже отмечалось, могут использоваться для изучения паров и газов. Причем опыт можно начинать с веществом в жидком состоянии и продолжать его в том же режиме (с той же скоростью разогрева) после пересечения температурной границы перехода жидкость—пар. Важно лишь, чтобы при этом обеспечивалось нормальное маностатирование рабочего канала установки, особенно на участке фазового перехода, сопровождающегося резким изменением объема вещества в канале заполнения. [c.138]

И пзотермич. калориметрах введённая теплота не изменяет темп-ры калориметрия, системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть это 1 системы (наир., таяние льда). Кол-во введенной теплоты в атом случае пропорц, массе вещества, изменившего агрегатное состояние, и теплоте фазового перехода. [c.233]

В классической работе Джонсона и Нахбара [83] предложена одномерная модель горения с ламинарным адиабатическим пламенем в газовой фазе и с учетом потерь тепла из твердой фазы для объяснения явления погасания при низком давлении. В ряде публикаций отмечается важность процессов, протекающих в конденсированной фазе. К ним относятся работа [170J, в которой использовался сканирующий дифференциальный калориметр, и работа [50J, в которой исследовалось влияние добавки 0,5% хромата меди в качестве катализатора горения, позволившей увеличить вдвое скорость реакции. В работе [181] измерена температура конденсированной фазы и установлено, что в зоне тепловыделения существует область, в которой достигается температура фазового перехода в ПХА (240 °С). Разработана также упоминавшаяся выше общая теория горения ПХА, основанная на предположении, что большинство гетерогенных реакций происходит в расплавленном слое над поверхностью [61]. [c.67]

Интенсивно исследовались и некотррые другие аспекты фазового перехода [13]. Помимо ядерного магнитного резонанса использовались методы комбинационного рассеяния, инфракрасного поглощения и калориметрии. и был подтвержден вывод о том, что La-фазы характеризуются бислойнрй структурой, в которой значительная часть углеводородной подсистемы жидкая. [c.56]

Определение теплоемкостей при низких температурах как в калориметрах с массивной оболочкой, так и в калориметрах с тонкой (адиабатической) оболочкой почти всегда проводится при периодическом вводе теплоты лишь в отдельных работах применялся метод непрерывного ввода теплоты [73]. Следует отметить, что целесообразность использования этого метода при низких температурах очень сомнительна из-за сравнительно сложной формы кривой С — Т при этих температурах и часто встречающихся фазовых переходов. Поэтому про1ведение калориметрических опытов при низких температурах и обработка их результатов будут описаны ниже только для метода периодического ввода теплоты. Особенности метода непрерывного ввода теплоты рассмотрены при описании высокотемпературных калориметров ( 3 настоящей главы). [c.311]

За начало отсчета чаще всего принимают температуру О или 25° С (298,15° К), например, помещают в таблицах значения Ср для интервалов О—100°, О—200°, О—300° и т. д. иля Нгэвлв—Нгдалз, Нт,15— 298,15 и т. д.). Разумеется, при этой обработке приходится вводить небольшую поправку, учитывающую переход от к( печной температуры калориметра п к температуре О или 25° С. В областях, где наблюдается нелинейное изменение теплоемкости, например вблизи фазовых переходов, интервал между приводимыми в таблицах значениями должен быть сокращен. Таким оЛразом, результаты определения средней теплоемкости или энтальпии для каждого вещества, как правило, приводят в двух таблицах — таблице непосредственных результатов опытов и таблице сглаженных значений. Нередко, когда это бывает удобно, результаты определения Ср в каком-либо интервале температур выражают также [c.345]

Теплоемкость 1п5е определялась дважды — в адиабатическом вакуумном калориметре в интервале 55—340° К [ИЗ] и позднее при 12—300° К [114]. В обеих работах никаких фазовых переходов или аномалий теплоемкости не наблюдалось. Сглаженные значения Ср, по данным Мамедова и др. [114], приведены в табл. 68., [c.221]

Важнейшим фазовым переходом является температура плавления ( пл) кристаллической фазы. Значение аморфной фазы кристаллических полимеров всегда ниже 2 пл- Для большинства полимеров справедливо эмпирическое правило, согласно которому Tnn— /з пл [30]. С повышением степени кристалличности аморфной фазы Снижается [30—32]. Кроме Т кристаллической фазы в поли-N мерах возможны дополнительные фазовые переходы, обусловлен- У е изменением кристаллографических модификаций, а кроме шорфоа фазы — релаксационные переходы, связанные- с изме- рением гибкости макромолекул в кристаллах, переориентацией С концов звеньев или участков основной цени и т. д. [22—26]. Релаксационные явления в полимерах могут оказывать влияние на Я азовые переходы, а релаксационные переходы — на структурные / превращения. Это усложняет анализ темпергкгурных переходов т->в аморфно-кристаллических полимерах, ч 3 Для изучения фазовых переходов в полимерах используют классические методы, основанные на определении температурной зависимости термодинамических параметров — удельного объема (дилатометрия), удельной теплоемкости, или энтальпии (калориметрия, дифференциальный термический анализ). Эти же методы используют для изучения релаксационных переходов в полимерах [36—38]. На рис. 1.1 схематично показана температурная зависимость удельного объема F, состоящего из занятого Vq (прямая 1) и свободного V (кривые 2, а—г) объемов. Фазовые и релаксационные переходы в полимерах связаны с изменением только свободного объема. В полимерном монокристалле (кривая 2, г) при фазовом переходе Гпл наблюдается скачок в изменении свободного объема (аналогично плавлению низкомолекулярных кристаллов) [23—26]. В аморфном полимере (кривая 1, а) при релаксационном переходе наблюдается перелом на прямолинейном графике зависимости от температуры. Эмпирически установлено, доля [c.17]

Независимо от Блейка Вилке [1] также установил природу теплоты и связанную с этим возможность ее измерения. Так как теплота выделяющаяся в калориметре, вызывает фазовый переход выбранного вещества (калориметрическое вещество), то, если известна удельная теплота фазового перехода, можно определить количество вьвделяющей-ся теплоты Д0, которое пропорционально массе превращенного калориметрического вещества [c.9]

Для обработки результатов измерений с помощью дифференщсаль-ного калориметра должны быть известны теплофизические параметры образца сравнения его теплоемкость должна быгь такой, чтобы она могла скомпенсировать теплоемкость исследуемого образца при температуре фазового перехода (температуре реакции). При этой температуре образец сравнения должен проявлять инертность (быть нереакционноспособным). На рис. 6.17 показаны теоретические температурно-времен-ные зависимости для калориметров этого типа. Данные кривые отличаются от кривых, приведенных на рис. 6.16, заменой измеряемой температуры исследуемого образца Гизм на измеряемую температуру инертного образца сравнения Гизм- Температурно-временные кривые для экзотермической и эндотермической реакции существенно различаются. Часть кривой в интервале Д так же как и часть кривой и (см. рис. 6.17), обусловлена теплопередачей между образцом и датчиком температуры. Искажение кривой во времени зависит от природы теплопроводящего материала между нагревателем и датчиком температуры другими словами, искажение кривой связано с конструкцией используемого прибора. Согласно уравнению (6.2) площадь F между кривой ДГ(г) и кривой, которую регистрирует прибор в отсутствие фазового перехода (базовая линия), пропорциональна теплоте фазового перехода Q . Следовательно, [c.55]

Это соотношение можно применять в том случае, если градуировочный фактор/(7) остается постоянным в соответствующем температурном интервале, и стационарные условия теплопереноса при протекании фазового перехода для исследуемого образца не нарушаются. Рис. 6.17 иллюстрирует такой идеальный случай. В дифференциальном калориметре абсолютная симметрия не может быть получена практически, поэтому экспериментальная температурно-временная зависимость для ДТСК имеет вид кривой, показанной на рис. 6.18. Из представленной кривой вытекают следующие положения. [c.56]

Сканирующий калориметр с компенсацией разности мощностей электрического тока, нагревающего калориметрические ячейки, в принципе устроен так же как и прибор, представленный на рис. 6.15. Ток в нагревателе регулируется таким образом, чтобы температура Г зм равнялась программно задаваемой температура которая изменяется пропорционально времени. Современный уровень развития электроники позволяет конструировать нагреватели и теплопроводиики очень маленьких размеров. В дифференциальных мощностных сканирующих калориметрах (ДМСК) ячейка для образца, включающая нагреватель, термометр, проводник теплоты и образец, весит всего 0,5—3 г. В описываемых калориметрах экспериментальные кривые фазовых переходов аналогичны кривым, показанным на рис. 6.17,"но временные сдвиги ДГ и Д з становятся значительно меньше. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...