Жидкостные калориметры

Выходная мощность лазеров с модулированной добротностью может быть настолько велика, что многими калориметрами нельзя пользоваться они разрушаются под действием лазерного излучения. В этом случае удобен жидкостный калориметр. Рабочая жидкость калориметра должна полностью поглощать лазерное излучение. Этому условию удовлетворяют растворы одноатомных ионов металлов. [c.97]

В жидкостных калориметрах тепловая энергия, выделяющаяся в приемном элементе, отводится потоком жидкости. Поглощенная мощность определяется по изменению температуры жидкости на выходе калориметра по отношению к ее температуре на входе. При стационарном режиме теплообмена мощность измеряемого непрерывного излучения рассчитывается по формуле [c.97]

Жидкостные калориметры весьма удобные и при регистрации изменений объема. Они аналогичны обыкновенным ртутным и спиртовым термометрам. [c.98]

Опасность необратимого повреждения поверхности исключается при работе с жидкостным калориметром, в котором лазерная энергия поглощается всей массой жидкости. Поглощающий раствор должен быть выбран так, чтобы предотвратить местное вскипание, коррозию и изменение коэффициента поглощения (а следовательно, и калибровки) со временем. Небольшие жидкостные калориметры снабжают датчиками температуры [34]. Повышение температуры жидкости примерно на 1° определяется при помощи термистора. Градуировка проводится путем диссипации известного количества электрической энергии в нагревателе, помещенном в жидкость. С термистором, сопротивление которого равно 10 ол1, достигается чувствительность порядка 5 дж мв [34] при объеме жидкости порядка 1 см . [c.116]

Жидкостные калориметры весьма удобны для измерений высокой энергии импульсного лазера и при регистрации изменений объема. Они в точности аналогичны обыкновенным ртутным и спиртовым термометрам, когда их используют для измерения полной энергии импульса. Изменение объема поглотителя А У может служить мерой поглощенной энергии, поскольку А1/ = = 1/рЛГ, где V — объем поглотителя, а р — коэффициент объемного расширения. Следовательно, вышеприведенное уравнение для тепловой энергии приобретает вид [c.116]

Примером жидкостного калориметра может служить сосуд, наполненный раствором нитрата меди в ацетонитриле. Концентрация нитрата меди подобрана так, чтобы коэффициент пропускания ячейки длиной 75 мм составлял 10 для падающей энергии излучения на длине волны рубинового лазера (0,694 мк). Сосуд связан с капилляром диаметром 0,1 мм, в который может выходить жидкость при расширении. Приблизительно 2,6 дж вызывают подъем уровня жидкости на 25 мм ). Приспособление с поршнем позволяет регулировать уровень жидкости при изменениях окружающей температуры. Нетрудно рассчитать подобный калориметр и большего объема для измерения больших энергий. [c.117]

Измерение выходной энергии лазера с модулированной добротностью. Выходная пиковая мощность некоторых лазеров с модулированной добротностью ныне так велика, что многими лазерными калориметрами полного поглощения, пригодными для работы при низких мощностях (около 500 кет), невозможно пользоваться, так как они необратимо повреждаются одним импульсом. Повреждения можно избежать, если взять жидкостный калориметр, в котором полная энергия лазера с модулированной добротностью впускается в поглощающую жидкость через прозрачное окно, способное выдержать высокую пиковую мощность без остаточных повреждений. Было установлено, что наивысшим сопротивлением к повреждению импульсами рубинового [c.190]

Рабочая жидкость калориметра должна полностью поглощать лазерное излучение, причем так, чтобы поглощенная энергия преобразовывалась только в тепло, а не в другие формы энергии, такие, как теплота испарения или энергия химических связей. Установлено, что этим условиям удовлетворяют растворы одноатомных ионов металлов. Сосуд не должен химически реагировать с содержимым, иначе калибровка со временем изменится. Этому требованию, а также требованию высокой теплопроводности удовлетворяет листовая медь. Схематический чертеж жидкостного калориметра представлен на фиг. 4.23. [c.191]

Поочередно измеряют энергию пучка при помощи жидкостного калориметра и мощность и энергию при помощи фотоэлементов. Выходной сигнал калориметра регистрируется на ленте самописца. Выходные сигналы фотоэлементов фотографируют на экранах осциллографов / и 2, и по осциллограммам рассчитывают мош.ность и энергию с учетом коэффициентов усиления и скоростей разверток. [c.194]

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]

Однако имея в виду большую систематизацию в описании калориметров, целесообразно все же выделить отдельные их типы по некоторым характерным особенностям. Наиболее распространенными являются калориметры переменной температуры, в которых о количестве теплоты судят по изменению температуры. Среди калориметров переменной температуры можно выделить основные типы жидкостные калориметры, в которых теплота изучаемого процесса передается той или иной калориметрической жидкости , помещенной в калориметрический сосуд массивные калориметры, в которых теплота передается металлическому блоку соответствующего размера и формы калориметры-контейнеры, представляющие собой обычно тонкостенные металлические сосуды небольшого раз- [c.176]

Наиболее распространены в настоящее время жидкостные калориметры основной их частью является соответствующей формы и объема сосуд, наполненный той или иной жидкостью. Такие калориметры обычно имеют мешалку, служащую для перемешивания жидкости с целью ускоре-гния выравнивания ее температуры термометр нагреватель, используемый для установления желаемой температуры калориметра перед опытом и для его градуировки — определения теплового значения, т. е. количества теплоты, еобходимой для увеличения температуры калориметра на заданную величину (чаще всего на один градус). [c.184]

Иногда в жидкостных калориметрах калориметрический сосуд делают герметичным — это так называемые герметичные жидкостные калориметры. Изготовление их более сложно и с ними работать труднее, но эти [c.185]

Благодаря простоте и удобству отсчета в жидкостных калориметрах даже при точных работах часто используются высокочувствительные ртутно-стеклянные термометры, описанные в гл. 2. Однако величина резервуара таких термометров часто ограничивает их применение в калориметрах средних и малых размеров. Попытки применить термометры с резервуарами изогнутой формы (для большей их компактности при сохранении небольшой термической инертности) не привели к положительным результатам их трудно изготавливать и они очень хрупки. Если термометр, длина резервуара которого равна 50—60 мм, не может быть установлен в калориметре, то приходится отказаться от применения ртутного термометра и использовать для измерения температуры термометр сопротивления или термопару. Термометры сопротивления могут быть изготовлены очень малых габаритов (в особенности термисторы) и могут иметь высокую термометрическую чувствительность. Еще меньшие размеры имеют термопары. [c.189]

Рис. 33. Простейший жидкостной калориметр, применяемый для технических определений

Рис. 34. Жидкостной калориметр для определения теплот растворения и теплот реакций в растворах

Рис. 35. Жидкостной калориметр с камерой для определения теплот сгорания при постоянном давлении

На рис. 33—37 в качестве примера приведено несколько жидкостных калориметров. [c.197]

Рис. 46. Двойной жидкостной калориметр

Однако в общем случае кроме изучаемого теплового процесса и теплообмена в калориметрических опытах возможны и другие источники теплоты, например трение мешалки о калориметрическую жидкость, ток в термометре сопротивления, испарение жидкости в негерметичных жидкостных калориметрах, различные побочные физические и химические процессы с исследуемыми веществами и т. д. Будем для краткости называть все тепловые процессы, кроме изучаемого и теплообмена, побочными тепловыми процессами. [c.238]

Жидкостной калориметр с бомбой..... 25 3000 0,001 0,0015 [c.241]

Жидкостной калориметр для измерения [c.241]

В негерметичных жидкостных калориметрах иногда рекомендуют выбирать температуру оболочки несколько выше конечной температуры главного периода опыта. В этих случаях температура калориметрического сосуда в течение всего опыта бывает ниже температуры окружающих его металлических поверхностей (оболочки) и на последних не может конденсироваться испаряющаяся из калориметра жидкость. [c.247]

Пример 1. Градуировка жидкостного калориметра электрическим током. [c.256]

Пример 2. Градуировка герметичного жидкостного калориметра с адиабатической оболочкой [c.261]

Для сжигания газов и парообразных органических веществ в экспериментальной термохимии уже очень давно используют другой метод. Принцип его состоит в следующем. Вместо калориметрической бомбы в тот же жидкостный калориметр помещают стеклянную камеру, в которую введены две трубки. По одной из них, заканчивающейся в камере отверстием малого диаметра, поступает сжигаемое вещество или его пары в токе инертного газа,, по другой вводится кислород. Горение выходящего из первой трубки газа инициируется искровым разрядом между электродами, расположенными над этой трубкой. Поддерживать устойчивость пламени и регулировать его величину можно, изменяя скорость поступления в камеру горючего вещества и кислорода [c.82]

Кистяковским с сотрудниками (1935—1938 гг.) сконструирован калориметр и проведена боль-щая серия работ по гидрогенизации непредельных органических соединений в газовой фазе[34] Реакция проходит в погруженной в жидкостный калориметр каталитической камере, изображенной на рис. 21. Смесь паров исследуемого вещества с избытком водорода поступает в каталитическую камеру 1 по трубке 2. Катализаторами в зависимости от изучаемого вещества является либо медь, либо платина, либо кобальт и никель. Продукты реакции отводят по тонкому (5 мм) и длинному (2 м) змеевику 5 по выводе из трубки 4 они могут быть направлены в специальный прибор для сжигания их в избытке кислорода. В качестве калориметрической жидкости используется диэтиленгликоль это позволяет проводить измерение при температурах до 150°С. Адиабатическая оболочка калориметра также заполнена диэтиленгликолем. Контроль адиабатичности осуществляется батареей термопар в оболочке расположен малоинерционный электрический нагреватель. Температура калориметра измеряется также системой термопар побочные спаи термобатареи помещены в ванну со льдом (изменение температуры ванны е выходит за пределы 0,002° в сутки). [c.94]

Реакция проводилась в погруженной в жидкостный калориметр стеклянной камере рис. 23 и инициировалась электрической дугой. [c.99]

Следует отметить, что кроме жидкостных калориметров при исследовании неорганических веществ довольно часто применяют и массивные калориметры. Конструируют их обычно в двух вариантах I) калориметрическую бомбу и металлический блок изготавливают отдельно, 2) делают просто достаточно массивную бомбу-калориметр. [c.151]

Основной недостаток жидкостных калориметров с датчиками температуры в том, что у них большое время установления теплового равновесия (порядка 2 мин), поскольку однородная температура устанавливается за счет конвекционных потоков. С большой тщательностью нужно учитывать потери на переиз-лучение. Большой калориметр для работы при энергиях лазера, превышающих несколько джоулей, характеризуется еще большим временем достижения теплового равновесия поправки на охлаждение также должны быть больше. Как будет показано ниже, метод регистрации энергии по изменению объема более изящен и позволяет получать практически мгновенные значения приращения температуры всей массы. [c.116]

Калориметры, изготовленные из более термостойких материалов с низкой температуропроводностью (например, из графита, у которого X — 0,003 см сек, а не серебра, для которого X 1,71 см 1сек), будут обладать большим временем установления равновесия и меньшей точностью. Такие калориметры пригодны для измерения более высоких потоков энергии главным образом из-за большей глубины проникновения излучения Жидкостные калориметры, которые поглопхают энергию в большом объеме, пригодны для измерения более высоких пиковых мощностей, но обладают недостатком — большими временами установления равновесия (по крайней мере в приборах с температурными датчиками, где равновесие устанавливается за счет конвекционных токов). Если в конструкции калориметра допустимо входное окно, то жидкостный калориметр может поглощать энергию в объеме жидкости, подобранной соответственно спектральному диапазону лазера. [c.173]

Энергию, поглощенную в калориметре, можно зарегистрировать по изменению температуры или объема. Изменения температуры обнаруживаются либо при помощи термопары с чувствительностью, скажем, 0,162 дж1мкв, либо при помощи термистора с чувствительностью порядка 5 дж1мв. Поглощающий объем жидкостных калориметров обычно порядка нескольких кубических сантиметров, и сразу же после аккуратной калибровки они обеспечивают точность не ниже 3%. Пределы измерения энергии от 0,1 до 10 дж. Калориметры очень удобно калибровать, нагревая известным количеством тепла электросопротивление, погруженное в жидкость. [c.191]

Жидкостный калориметр для измерения энергии лазера с модулированной добротностью удобно сочетать с фотоэлектрическим прибором для измерения выходной хмощности. Оборудование, перечисленное в табл. 4.14, позволяет с удобством измерять одновременно энергию и мощность. При точных измерениях высоких пиковых мощностей фотоэлектрическим методом прихо- [c.191]

Жидкостный калориметр Измерение энергии Korad K-J или эквивалентный [c.192]

Затем полученные данные обрабатывают. Энергия, измеренная жидкостным калориметром, должна согласоваться с интегралом выходного сигнала фотоэлемента /, умноженным на калибровочный коэффициент, и с энергией, полученной путем механического интегрирования площади кривой импульса на осциллограмме, снятой с экрана осциллографа 2. Разумеется, нужно учитывать соответствующие калибровочные множители. Если данные не согласуются, расхождение может быть обусловлено либо электрическими или оптическими помехами, либо предгенерацией или послегенерацией , вызванной наличием нескольких импульсов в выходном излучении лазера. Второй случай легко обнаружить по наличию ступенек на осциллограмме интегрированного выходного сигнала фотоэлемента 2. [c.194]

Пользуясь жидкостным калориметром, можно проверять калибровку фотоэлемента 2 в единицах Merfe если только воспроизводимость лазера от импульса к импульсу достаточно высокая. Зная длительность и общую энергию импульса, можно вычислить пиковую мощность, не прибегая к калибровке осциллографа. Взяв же пиковую мощность, вычисленную таким способом, калибровочный множитель осциллографа и коэффициент ослабления из формулы (4.74), можно найти чувствительность фотоэлемента в единицах Мвт1в и рассчитать его калибровочный множитель. Заметим, что во всех этих расчетах следует надлежащим образом учесть потери пучка, вносимые рассеивающими линзами. Потери обычно составляют примерно 7%, но они зависят от материала линзы. [c.194]

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]

Важной деталью жидкостного калориметра является мешалка. От качества перемешивания и связанной с ним скорости выравнивания температуры калориметрической системы в значительной мере зависит успех зксперимекта. [c.188]

Наиболее часты случаи, когда во всех трех периодах калориметрического опыта имеется постоянный во времени побочный тепловой процесс. При наличии такого побочного процесса расчет истинного подъема температуры по формуле (62) приводит к верным результатам, так как вызванные ИМ изменения величин At и б взаимно элиминируются [8]. Этот вывод имеет большое практическое значение использование в жидкостных калориметрах мешалки, вращающейся с [c.238]

Необходимо рекомендовать особую осторожность при установлении конца главного периода в тех случаях, когда в калориметрической системе имеются массивные детали. Наличие их увеличивает время выравнивания температуры. Так, при использовании жидкостного калориметра с массивной стальной бомбой, в том случае, если требуется точность результатов не нилсе 0,01—0,02%, продолжительность главного периода должна по крайней мере в 10 раз превышать время, в течение которого температура калориметра изменяется на 7з суммарного подъема температуры в опыте [66]. [c.246]

Теплоты сгорания органических веществ довольно велики (обычно от 3,5 до 10 ккал1г), поэтому для их измерения часто используют жидкостные калориметры больших размеров — в калориметрический сосуд помещается от 2 до 4 л воды. Форма калориметрического сосуда и тип мешалки выбирают с учетом возможно быстрого и полного перемешивания всей массы жидкости. [c.23]

Рот, Гпнсберг, Лайсе 1924 50-60 1000 0.1 Жидкостный калориметр с бомбой уменьшенного размера [c.31]

Важно подчеркнуть, что не следует путать температуру измерений с температурой, пои которой проходит реакция. Так, например, при проведении реакций сожжения металлов в бомбе в обычном жидкостном калориметре температура измерений, т. е температура калориметрической жидкости, ко.мнатная, в то время как температура, при которой идет сгорание, достигает нескольких сотен градусов. [c.132]

Особенно большое значение массивные калориметры приобретают, когда необходимо измерять малые тепловые эффекты, а следовательно, важно иметь калориметр малого теплового значения. На рис. 33 показан один из таких калориметров, изготовленный в термохимической лаборатории МГУ [24] и использованный для измерения энтальпии гидрирования металлического бария. Тепловое значение его равно 100 кал1град. Жидкостный калориметр для измерения энтальпий реакции между твердым и газообразным веществами с тепловым значением такой величины изготовить практически невозможно. Внутренний объем показанного на рис. 33 калориметра 40 мл. Толщина стенок, верхней части и дна 9 мм материал— медь. Измерение температуры калориметрической системы производится платиновым термометром сопротивления, намотанным на внешнюю поверхность тонкостенного (0,7 мм) медного ведрышка, жестко закрепленного в гнезде. Собственно калориметр, внешние стенки которого пришлифованы к этому ведрышку, вставляется внутрь его перед опытом. [c.153]

Использованный в работе [54] калориметр весьма прост по устройству (рис. 40). Реакционная камера представляет собой стекля1нную пробирку, в которую по двум независимым трубкам подводят реагенты в нижней части пробирки расположена нагреваемая током спираль для инициирования реакции. Газообразные продукты реакции, выходя из камеры, проходят через змеевик из 15 витков, расположенный так же, как и камера, в калориметрическом сосуде. Во время прохождения по змеевику продукты реакции успевают охладиться до температуры калориметрической жидкости. Все остальные детали калориметрической установки не имеют каких-либо особенностей и являются общими для жидкостных калориметров (I, гл. 6, 1). [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...