Изопериболические калориметры

Температура калориметрической системы ИЗМ благодаря наличию теплообмена с оболочкой изменяется в течение некоторого времени до тех пор, пока не установится равновесие. Примером изопериболического калориметра является классический жидкостный калориметр или калориметр теплового потока. Обычно термостат такого калориметра либо жидкостный, либо представляет собой массивный металлический блок с высокой теплопроводностью. [c.41]

Схематически конструкция изопериболического калориметра показана на рис. 6.10. Пусть в момент из образца мгновенно выделится теплота. В этом случае температура калориметрического сосуда также мгновенно увеличится и будет изменяться, как показано на рис. 6.11, если и калориметрический сосуд, и образец обладают высокой теплопроводностью. Увеличение температуры ДГ пропорционально количеству выделенной теплоты AT= Q , константу С (теплоемкость калориметрической системы) определяют градуировкой. Функция/1 (г), согласно которой температура калориметрической системы приближается к температуре оболочки, зависит от природы и интенсивности теплообмена между системой и изотермической оболочкой другими словами, это характеристика используемого прибора (при реализации чистой теплопроводности - экспоненциальная функция, см. разд. 9.2.1). Соотнощение между температурой калориметрической системы и тепловым потоком к оболочке всегда определено, следовательно, площадь Р, ограниченная кривой Г=/1 (О, пропорциональна теплоте, выделенной в момент t. [c.49]

Рис. 6.11. Идеализированная кривая изменения температуры в изопериболическом калориметре (б) как отклик на тепловой импульс 0 в калориметре в момент Го (в)

Вьппе при рассмотрении принципа работы изопериболического калориметра исходили из предположения, что исследуемый процесс теплопередачи определяется сопротивлением проводника (см. рис. 6.10), а тепловое равновесие между образцом в системе и калориметрическим 50 [c.50]

Рис. 6.12. Кривая изменения температуры в изопериболическом калориметре (б) как отклик на постоянный тепловой поток О в калориметре в момеит (а)

В изопериболических калориметрах могут быть исследованы экзотермические процессы путем нагревания импульсным током в проводнике или электролите и эндотермические процессы с использованием эффекта Пельтье или быстрого введения в калориметрическую систему холодного образца. [c.64]

Простейшей конструкцией изопериболических калориметров является калориметр Тиана. Этот прибор (рис. 8.8) представляет собой калориметр прямого измерения (т.е. прибор без сравнительной калориметрической системы). Кальве [41] усовершенствовал калориметр Тиана, сконструировав на его основе дифференциальный калориметр (см. разд. [c.86]

Для того чтобы обеспечить квазиадиабатический режим работы этого изопериболического калориметра, образец деформируют с относительно высокой скоростью. Постоянная времени прибора порядка 10 с, уровень кратковременного шума (см. разд. 10.1) около 1 мкВт., Дрейф базовой линии в несколько десятков раз больше уровня кратковременного шума, но при указанном выше режиме работы калориметра это не столь важно. Изменение объема образца отражается на экспериментальной кривой в виде ступеньки на базовой линии (см. рис. 8.10, кривая в). [c.88]

Промьппленный изопериболический калориметр испарения 8721-3 фирмы ЛКБ (Швеция) предназначен для определения теплоты испарения [42]. В калориметрическом сосуде исследуемое вешество массой 100 мг испаряется при вакуумировании при комнатной температуре. Понижение температуры компенсируется за счет энергии электрического тока. Теплоту испарения определяют по изменению массы калориметрического сосуда и мощности электрического тока компенсации. Данный прибор был использован для определения теплоты испарения углеводородов с погрешностью 0,8 кДж/моль. [c.88]

Из калориметров с реагирующим калориметрическим веществом наибольшее применение нашли изопериболические калориметры титрования. [c.104]

Беккер и др. [65] описали изопериболический калориметр титрования, в котором благодаря очень хорошему теплообмену между калориметрическим веществом и термостатирующей жидкостью обеспечиваются квазиизотермические условия (ДГ<0,05 К). Калориметрический сосуд (объем 31 мл) имеет двойные стенки, изготовленные из позолоченных серебряных листов, между которыми течет термостатирующая жидкость. Уровень шума измеряемого сигнала 0,5 мВ воспроизводимость электрически определенного градуировочного коэффициента лучше 0,1 %. Используя этот калориметр, авторы определили энтальпии смешения органических растворителей, например бензола с тетрахлоридом углерода погрешность порядка 1 %. [c.104]

Прибор ЛКБ 8721 (Швеция) — изопериболический калориметр с взаимозаменяемыми ячейками. Он используется как реакционный калориметр и калориметр растворения для нелетучих жидкостей, а также для исследования летучих жидкостей в герметичной калориметрической бомбе. Реакционные сосуды емкостью 100 или 200 мл изготовлены из стекла. [c.106]

Другие калориметры теплового потока. Гордон [102] описал изопериболический калориметр, предназначенный для работы в интервале температур 160-220 °С. Пластически деформированный образец меди, предварительно нагретый до температуры измерения, помещали в калориметр. Этот образец соединяли с термостатированной оболочкой батареей из 20 термопар медь — константан. Процесс восстановления дефектов кристаллической рещетки деформированной меди вызывал нагревание образца, что возбуждало затухающий тепловой поток в направлении оболочки калориметра. Поскольку поперечное сечение теплопроводящих термопар очень мало, прибор нельзя считать строго калориметром теплового потока. Точнее его можно рассматривать как калориметр, в котором изменение температуры образца относительно термостатированной оболочки измеряется как функция времени. [c.134]

Рамсун [103] описал крупногабаритный изопериболический калориметр, который представляет собой реактор для испытания материалов. В частности, он предназначен для определения активности ядерных топливных стержней. Калориметр имеет один сосуд, который изолирован от оболочки слоем гелия толщиной 6 мм. Снаружи сосуд и оболочка обмотаны медной проволокой, причем обе обмотки служат термометром сопротивления в температурно-чувствительном измерительном мосту. Измеряемая разность температур пропорциональна стационарному тепловому потоку, исходящему от образца. Для градуировки калориметра использовали нагреваемые электрическим током металлические трубки, форма и размер которых соответствуют топливным стержням. Для защиты от радиоактивного излучения калориметр на время работы размещали в резервуаре с водой. Большая теплоемкость используемого количества воды (65 м ) гарантировала также постоянство температуры оболочки. [c.134]

Существуют различные режимы калориметрических измерений изотерми еский, адиабатический, изопериболический, сканирующий (рис. 5.1). Для калориметров, работающих в различных режимах, термосопротивление Rj между калориметрической системой и оболочкой различно бесконечно мало в изотермическом калориметре, имеет конечное значение в изо-периболическом и бесконечно велико в адиабатическом калориметре. [c.40]

Термин изопериболический впервые введен Кубашевским и Халтгрином в 1962 г [11]. В советской научно ехнической литературе этот термин не применяется. Калориметры, работающие в указанном режиме, носяг название калориметры с изотермической оболочкой . Однако в дальнейшем изложении будем пользоваться понятие.м изопериболический . - Прим. перев. [c.40]

В калориметре с изопериболическим режимом работы температура оболочки поддерживается постоянной, Гдб соп81, а температура калориметрической измерительной системы отличается от температуры оболочки. Благодаря наличию конечного определенного значения сопротивления RJ между калориметрической системой и оболочкой теплообмен между ними зависит как от Грб так и от Гизм. но, так как Гоб =соп51, то тепловой поток является только функцией Гизм- Эта зависимость линейна и может быть определена градуировкой калориметра. [c.41]

Рис. 5.4. Принципиальная схема калориметра, работающего в изопериболическом сканирующем режиме

В калориметрах изопериболического типа калориметрическая система соединена с оболочкой конечным термозависимым сопротивлением Оболочка имеет постоянную температуру и хорощую тегшопроводность. Протекающие в таких калориметрах процессы с некоторым приближением можно отнести к процессам теплообмена между калориметрической системой и изотермическим тепловым резервуаром бесконечной емкости (оболочки). [c.49]

Калориметры могут работать в одном из следующих режимов (см. разд. 5) а) изотермическом б) изопериболическом в) адиабатическом г) адиабатическом сканирующем д) изопериболическом сканирующем, е) при сканировании температуры оболочки. Первые три вида режима относятся к статическим, остальные — к динамическим. [c.72]

Промьшшенные дифференциальные мощностные калориметры. Прибор ДСК-2, выпускаемый фирмой Перкин - Элмер (США), представляет собой изопериболический сканирующий дифференциальный калориметр. №гревание и охлаждение исследуемого образца и образца сравнения происходит таким образом, чтобы в любой момент времени их средняя температура соответствовала программно заданной температуре. Однако строго это условие не выполняется, так как температура измеряется не совсем в той точке системы, где находится образец. Разность температур образца и датчика обычно незначительна, она несколько возрастает при высоких скоростях нагревания. [c.90]

Недостаток обычно используемых калориметров сгорания связан с тем, чго они не являются в полном смысле изотермическими. Режим их работы — изопериболический. В самом деле, калориметрическая бомба погружена в калориметрический сосуд с водой, который, в свою очередь, размещается в термостате. По окончании процесса сгорания исследуемого вещества температура калориметрической жидкости не остается постоянной, а приближается к температуре окружающей среды, т. е. термостата. Возникающие погрешности (потери тепла) нужно учесть тщательным измерением изменения температуры калориметрической жидкости до и после процесса сгорания в бомбе (см. разд. 6.2.1). Это измерение может быть выполнено автоматически с применением датчиков температуры и микропроцессора. Избежать погрешностей позволяет адиабатический режим работы. В этих условиях температура оболочки термостата точно равна температуре калориметрической жидкости. Любое [c.102]

На рис. 9.12 приведены результаты измерения удельной теплоемкости карбонила 2г(Ре1 хС0х)2> полученные по методу Нернста на автоматическом низкотемпературном калориметре с компьютером [86]. Калориметр погружен в жидкий гелий (криостат). Адиабатические условия обеспечиваются вакуумированием (<10 Па), применением очень тонких (диаметр 0,07 мм) электрических проводов и теплозащитных экранов с контролируемой температурой, расположенных между образцом и изопериболической оболочкой (криостатом). [c.113]

Благодаря высокой разрешающей способности (10 Вт или 10 Дж, соответствующей ДГ Ю К, которую может регистрировать прибор), калориметр Кальве относят к классу микрокалориметров. Недостатком этого калориметра является большая постоянная времени, порядка 15— 40 мин, что совместимо только с изопериболическим режимом работы. С помощью калориметра Кальве можно изучать кинетику медленных реакций без коррекции экспериментальной кривой. [c.125]

Рассуждения, приведенные выше для калориметра с одной ячейкой, справедливы и для прибора дифференциального типа. Поскольку при работе в изопериболическом режиме ячейка для образца сравнения имеет постоянную температуру оболочки, принципы измерения в приборах обеих конструкций аналогичны. [c.131]

Виттиг и Кемени [104] усовершенствовали принцип стабилизации температуры оболочки калориметра, работающего в изопериболическом и сканирующем режимах. В приборе использован многоступенчатый термостат, состоящий из терморегулируемой оболочки, покрытой с внутренней стороны теплоизоляционными слоями, чередующимися с металлическими сосудами высокой теплопроводности. [c.135]

Двойной термостат применяется, в частности, в калориметрах, предназначенных для работы при высоких температурах. Примером является дифференциальный калориметр двойного теплового потока Хеминга и Лукаса [105]. Этот прибор имеет четыре калориметрические системы, работает в изопериболическом режиме и предназначен для определения теплоты растворения металлов в расплавленных металлах. Оптимальная рабочая температура лежит в интервале 500—900 °С. Точность измерения теплоты в диапазоне 1—2 Дж составляет 20 %. [c.135]

Одноблочные калориметры. Эти калориметры, работающие в изопериболическом (квазиизотермическом) рехсиме, используются в медицине и биологии для определения тепловых эффектов метаболических процессов, протекающих в организмах при различных условиях [109]. В калориметрической системе таких приборов можно разместить с относительным комфортом животное или человека. Контейнер для живого организма окружен равномерным слоем токопроводящего материала, [c.135]

Калориметр упрощенной конструкции (модель С80) позволяет проводить измерения в изопериболическом режиме и в режиме сканирования по температуре (0,1-2 К/мин) в интервале от 20 до 300 °С. Постоянная времени этого прибора 100 с, т.е. приблизительно на порядок меньше, чем калориметра, описанного выше. Однако чувствительность и погрешность измерений этого прибора ниже. [c.136]

Микрокалориметрическая система, выпускаемая ЛКБ (Швеция), представляет собой дифференциальный калориметр, работающий в изопериболическом режиме. Этот прибор предназначен для исследования химических, биохимических и микробиологических жидких образцов 1108]. [c.139]

Требования к калориметру можно сформулировать на основе предшествующего анализа научной задачи. В первую очередь следует определить нужный режим работы калориметра (изотермический, изопериболический, [c.153]

Изопериболический режим - условия работы калориметра при постоянной температуре оболочки. [c.170]

Сканирование изопериболическое - режим работы калориметра, при котором температура калориметрической системы изменяется пропорционально времени, а температура оболочки остается постоянной. [c.171]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...