Kaj je kalorimeter v fiziki? Opredelitev, uporaba

V tem članku bomo odgovorili na vprašanje: "Kaj je kalorimeter?" Opredelimo splošno značilnost danega mehanizma, njegovo delovno načelo in področja uporabe, funkcionalne možnosti in merilne vrednosti. In tudi pozorni na razvrstitev in opis nekaterih posebnih vrst.

Uvod

Kot odgovor na vprašanje o tem, kaj je kalorimeter, na splošno pa je mogoče opisati kot instrument, s katerim meritev je količina toplote, ki se sprosti ali absorbira med fizikalnih, kemijskih ali bioloških procesov.

Leta 1780 sta P. Laplace in A. Lavoisier predlagala uvedbo nove terminološke enote "kalorimeter". Podobna naprava se uporablja tudi v oddelku jedrske fizike, ki preučuje osnovne delce in se imenuje ionizacijski kalorimeter. Vendar pa je funkcija tega instrumenta merjenje energijskega potenciala delcev.

Sodobni mehanizem

Določanje toplotne kapacitete s pomočjo kalorimetra sodobne proizvodnje omogoča popravljanje vrednosti v študiji s točnostjo od deset do sto odstotkov odstotka. Območje, v katerem ta naprava deluje, je od 0,1 do 3500 Kelvin. Vrsta naprave za kalorimeter je zelo raznolika. Lahko ga določi narava proučevanega procesa in njegovo trajanje. Drug pomemben parameter za določitev vrste mehanizma je temperaturno območje, v katerem potekajo meritve, in količino izmerjene vrednosti toplote.

Določitev energijskega ekvivalenta s kalorimetrom lahko telesu prikaže količino telesa, ki se sprosti med zgorevanjem vira goriva. To lahko storimo zahvaljujoč izrazu Q = CΔT, v katerem je C indikator toplotnega (energijskega) ekvivalenta. Nastavite parametre opredelitve s kalibriranjem instrumenta. Druga vrednost ΔT je funkcija znanega izhodnega signala kalorimetra.

Porazdelitev po vrsti

Na vprašanje o tem, kaj je kalorimeter, ni mogoče odgovoriti, ne da bi se seznanili s svojimi tipi.

Eden od najpogostejših predstavnikov takšnih naprav je integriran kalorimeter. Namenjena je določitvi skupne količine toplote Q, ki se sprosti na začetku reakcije in na koncu.

Drugi znani kalorimeter je naprava za merjenje toplotne moči, to je stopnja, pri kateri se sprošča toplota - L. Lahko jih tudi razdelimo glede na zasnovo mehanizma in merilno metodologijo, pristop. Še vedno razporedite kalorimetre tekočine in masivnega tipa. Ugotovljene so tudi enojne in diferencialne naprave.

Merjenje toplote

Kaj je kalorimeter v fiziki? Opredelitev pravi, da gre za napravo za merjenje količine sproščene toplote. V tem primeru se toplota, sproščena med kemično reakcijo, lahko prepozna samo s tekočim integratorskim kalorimetrom.

Struktura je predstavljena v obliki posode, napolnjene s tekočino (ponavadi z vodo). Ima eksperimentalno komoro ("kalorimetrična bomba"), mešalo, termometer in grelno napravo.

Meritve kalorimetričnih sistemov

Uvedba popravkov naravnega toka toplotnega razvoja sistema je mogoče zaznati s spreminjanjem katere koli njene države. Te pa se nato določijo z analizo količine toplote, ki se vnese v napravo. Določanje kalorimeterske konstante poteka pred začetkom merjenja in se primerja z nastavljeno in popravljeno vrednostjo. Instrumenti so razvrščeni in določajo koeficient. Izmerjeno termometer je treba pomnožiti s spreminjanjem temperature naprave.

Prisotnost neželenih učinkov

Dejstvo je, da kalorimetrični podatki neposredno kažejo samo skupno število temperatur, ki se preučujejo v procesu. je še vedno mogoče najti na strani parka procesa (ali procesov), ki bi lahko povzročila mešanje pojav izhlapevanja tekočine, kot tudi zlom ampule s snovmi in tako naprej. N. Definicija kalorimeter konstanta omogoča osebi, za dostop do primerjave kazalnikov sprememb v ozadju nečesa. Z njeno pomočjo se informacije analizirajo.

Toploto stranske serije procesov je treba določiti z izkušnjami ali z izračunom, kar je izključeno iz rezultatov študij. Primer neželenega učinka je lahko neizogibna izmenjava toplote med kalorimeterom in okoliškim prostorom ter snovjo.

Izotermična opazovanja

Obstaja izotermični kalorimetrični integrator, ki omogoča vpeljavo sprememb v agregatna stanja teles, ki tvorijo glavni del sistema. Primer je taljenje ledene mase v ledeni komori kalorimera Bunsen. Če se želite naučiti spremembe v toploti, ki vpliva na agregatno stanje, vendar ne povzroči spremembe temperature, je možno, če izračunamo maso snovi in ​​količino toplote, ki bi jo bilo treba porabiti za to.

Za določitev specifične toplote kalorimetra je potrebno vedeti, da je numerično enaka količini toplote, ki se porabi za segrevanje enote mase snovi. Njegova enota je J / kg-K.

Pomembno je vedeti, da je specifični indeks toplote dvoumna značilnost. Obstaja povezava med pogoji za prenos toplote in vrednostjo dela, ki spremlja ta proces.

Masivni tip

Masivni integratorji se uporabljajo za določanje entalpije snovi pod temperaturnimi pogoji do 2500 stopinj Celzija. Masa te vrste kalorimetra se lahko spreminja glede na težo izmerjene snovi, saj sestavo sestavljajo kovine. Dejansko je to blok z določenim številom votlin za plovila. Gre za reakcije, ki so namenjene napravi za ogrevanje in / ali termometru. Produkt toplotne vrednosti, izmerjene s kalorimeterom, in razlika v zvišanju temperature v bloku nam pokaže entalpijo snovi (a).

Tok

Lahko se določi toplotna prostornina plina ali tekočine z uporabo tekočega labirinta kalorimetra. Določa temperaturno razliko, ki vstopa in izstopa iz stacionarnih tokov snovi v študiji. Prav tako določa moč takšnega pretoka in moč toplote, ki jo oddaja električni grelec, v džulah.

Sredstva za merjenje moči

Na vprašanje o tem, kakšen je kalorimeter, bo pomembno omeniti namen tega instrumenta za določanje moči. Za takšno napravo bi bilo treba v nasprotju z integratorjem zagotoviti znatno zmožnost toplotne izmenjave. To je potrebno, da lahko odstrani količino toplote, ki jo vnesete vanj. Iz tega izhaja, da je stanje kalorimetra v trenutnem merjenju.

Toplotna vrednost moči procesa najdemo z uporabo kalorimetrov z lupino. Izum je izdelal fizik iz Francije, E. Calvet. Na začetku je bil mehanizem predstavljen v obliki kovinskega bloka, opremljenega s kanali. Na njih so bile določene posebne cilindrične celice, namenjene izvedbi preiskovanega postopka. Kovina, ki se uporablja pri konstrukciji komore, je lupina. Njegovo temperaturo je treba hraniti s konstantno oznako s točnostjo petih ali šestih Kelvinov.

Meritev razlike med temperaturo celice in enoto se pojavi s pomočjo termo baterije, ki ima do tisoč spajk. Parametri njegove EMF in celične izmenjave toplote so sorazmerni z majhno razliko temperature, ki se pojavi med komponentami kot blok in celico. Hkrati je treba toploto sprostiti ali absorbirati v sami celici. Zelo pogosto v takšnih blokih imajo nekaj celic, ki bodo delale drugače.

Ime in razvrstitev

Običajna imena za kalorimetre so:

• za kemične reakcije;
• bombardiranje;
• izotermični tip;
• tip nizke temperature;
• vrsta ledu.

Vsi imajo podatke o zgodovinskem izvoru. Po njihovem imenu se običajno zahtevajo, na katerem območju se bodo uporabljali. Vendar se ta imena ne nanašajo na primerjalno ali popolno opredelitev.

Splošno mnenje o razvrstitvi kalorimetrov temelji na temeljni obravnavi ene od treh glavnih količin, bodisi posamično bodisi skupaj. Gre za pristop k analizi kazalnikov, ki določajo metodologijo za merjenje temperature, ki:

• kalorimetrični sistem Tc;
• Za lupino;
• količina toplote L, ki se oddaja med časovno enoto (toplotna moč).

Kalorimetri s konstantno vrednostjo Tc in To so izotermičnega tipa in instrumenti, v katerih se Tc = To imenujejo adiabatične. Če naprava deluje pod pogoji s konstantno razliko med temperaturami, se imenuje kalorimeter s konstantno izmenjavo toplote. Izoperibolični mehanizem ima konstanto To in Tc je toplotna funkcija moči L.

Končni rezultati

Obstajajo številni dejavniki, ki lahko vplivajo na končni rezultat meritev. Eden od njih je prisotnost sprememb, ki vplivajo na njihov končni rezultat. Zaradi zanesljivosti avtomatskega regulatorja temperature za izotermično ali adiabatno školjko. V zadnjem od teh je temperatura določena s svojo bližino spreminjajočim se pogojem celotnega kalorimetričnega sistema. Taka konstrukcija ima kovinski zaslon in premikanje naprava je predvidena za ogrevanje, kar zmanjšuje pretok prenosa toplote in vrednost določene ravni, na kateri se bo temperatura kalorimeter bila sprememba v desetiških porcij stopinj na minuto. To lahko zmanjša prenos toplote, ki se pojavi med kalorimetričnim preizkusom, do izjemno nizkih vrednosti, ki jih je mogoče zanemariti.

Naprave, obravnavane v tem članku, igrajo veliko vlogo v človeškem življenju in so eden najpomembnejših dosežkov znanosti. Glavna funkcija kalorimetra je preučevanje podatkov o temperaturnih spremembah in ugotavljanje prisotnosti napak med izmenjavo toplote. Obstajajo različni načini razvrščanja teh instrumentov, povezanih s specifičnimi parametri, ki se močno razlikujejo. Različne kovine lahko služijo kot material za proizvodnjo, na primer, obstajajo bakreni kalorimetri, svinec, jeklo in drugi. Poleg čiste snovi se lahko uporabljajo tudi zlitine.