Što je kalorimetar u fizici? Definicija, uporaba

U ovom članku ćemo odgovoriti na pitanje: "Što je kalorimetar?". Definiramo opću karakteristiku datog mehanizma, njegovo načelo rada i primjene, funkcionalne mogućnosti i mjerne vrijednosti. Također obratite pozornost na klasifikaciju i opis nekih specifičnih vrsta.

uvod

Odgovarajući na pitanje o tome što kalorimetar, općenito se može opisati kao instrumenta kojim se mjera je količina topline koja se oslobađa ili apsorbira tijekom fizičkog, kemijskog ili biološkog procesa.

Godine 1780. P. Laplace i A. Lavoisier predložili su uvođenje nove terminološke jedinice "kalorimetar". Sličan uređaj se također koristi u sekciji nuklearne fizike, koji proučava elementarne čestice, a naziva se ionizacijskim kalorimetrom. Međutim, funkcija ovog instrumenta je mjerenje energetskog potencijala čestica.

Suvremeni mehanizam

Određivanje kapaciteta topline pomoću kalorimetra moderne proizvodnje omogućuje utvrđivanje vrijednosti studije s točnošću od deset do stotinu posto. Raspon u kojem ovaj uređaj može raditi varira od 0,1 do 3500 Kelvina. Vrsta kalorimetrijskog uređaja vrlo je raznolika. Može se odrediti prirodom procesa koji se proučava, kao i njezinim trajanjem. Drugi važan parametar za određivanje vrste mehanizma je raspon temperature u kojem se odvijaju mjerenja, kao i količina izmjerene toplinske vrijednosti.

Određivanje energetskog ekvivalenta kalorimetrom može pokazati tijelu količinu tijela koje se oslobađa tijekom izgaranja resursa. To se može učiniti zahvaljujući izrazu Q = CΔT, pri čemu je C indikator termalnog (energetskog) ekvivalenta. Postavite parametre definicije kalibriranjem instrumenta. Druga vrijednost ΔT funkcija je poznatog izlaznog signala kalorimetra.

Distribucija prema vrsti

Nemoguće je odgovoriti na pitanje o tome što je kalorimetar, a da se ne upoznaju s njegovim vrstama.

Jedan od najčešćih predstavnika takvih uređaja je kalorimetar integratora. Namjera je odrediti ukupnu količinu topline Q koja se otpušta na početku reakcije i na kraju.

Još jedan kalorimetar je poznat instrument za mjerenje toplinski kapacitet, tj brzinu kojom se stvara toplina - L. I također mogu podijeliti izgradnju mehanizma za mjerenje i metodologije pristupa. Ipak dodijelite kalorimetre tekućeg i masivnog tipa. Nađeni su i pojedinačni i diferencijalni uređaji.

Mjerenje topline

Što je kalorimetar u fizici? Definicija kaže da je to uređaj za mjerenje količine oslobođene topline. U tom slučaju, toplina koja se oslobađa tijekom kemijske reakcije može se prepoznati samo pomoću kalorimetra za integrativnu tekućinu.

Struktura je prikazana u obliku posude napunjene tekućinom (obično vodom). Ima komoru za eksperiment ("kalorimetarska bomba"), mješalica, termometar i uređaj za grijanje.

Mjerenja kalorimetrijskih sustava

Uvođenje korekcija prirodnom tijeku toplinske evolucije sustava može se otkriti mijenjanjem bilo kojeg od njegovih stanja. Oni, pak, određuju se analizom količine topline koja se uvodi u uređaj. Određivanje konstante kalorimetra odvija se prije početka mjerenja i uspoređuje se sa skupom i ispravljenom vrijednošću. Instrumenti su ocjenjeni, što određuje koeficijent. Mora se pomnožiti s izmjerenim termometrom promjenom temperature uređaja.

Prisutnost nuspojava

Po kalorimetar podaci pokazuju samo ukupan broj direktno zagrijava koji su studirali u tijeku. Još uvijek se može naći na burzi strani procesa (ili procesa) koji bi mogli uzrokovati miješanje fenomen isparavanja tekućine, kao i razbijanje ampulu s tvarima i tako dalje. N. Definicija kalorimetar konstanta omogućava osobi za pristup usporedbu pokazatelja promjena u pozadini nešto. S njegovom je pomoć analiziran podatak.

Vrućina bočne serije procesa treba odrediti iskustvom ili proračunom, što je isključeno iz rezultata studija. Primjer nuspojava može biti neizbježna izmjena topline između kalorimetra i okolnog prostora i tvari.

Izotermna opažanja

Postoji izotermalni kalorimetrijski integrator koji omogućuje uvođenje promjena u agregatna stanja tijela koja čine glavni dio sustava. Primjer je taljenje ledene mase u ledenoj komori Bunsenovog kalorimetra. Da bismo saznali promjenu topline koja utječe na agregatno stanje, ali ne uzrokuje promjenu temperature, moguće je izračunati masu materije i količinu topline koja bi trebala biti potrošena za to.

Da bi se odredila specifična toplina kalorimetra, potrebno je znati da je brojčano jednaka količini topline koja se troši za zagrijavanje jedinice mase tvari. Njegova jedinica je J / kg-K.

Važno je zapamtiti da je specifični toplinski indeks dvosmislen. Postoji veza između uvjeta za provedbu prijenosa topline i vrijednosti rada koji prati taj proces.

Masivni tip

Masivni integratori se koriste za određivanje entalpije tvari u uvjetima temperature do 2500 stupnjeva Celzijusa. Masa ove vrste kalorimetra može varirati ovisno o težini izmjerene tvari, budući da se struktura sastoji od metala. Zapravo, to je blok s određenim brojem šupljina za plovila. To su reakcije namijenjene grijanju i / ili toplomjeru. Proizvod toplinske vrijednosti izmjeren kalorimetrom i razlika u porastu temperature u bloku pokazuje nam entalpija tvari (a).

potok

Moguće je odrediti toplinski kapacitet plina ili tekućine pomoću protoka labirinta kalorimetra. Ispravlja temperaturnu razliku koja ulazi i izlazi iz stacionarnih struja tvari koja se razmatra. Ona također određuje snagu takvog toka i snagu topline koju emitira električni grijač, u jouleu.

Sredstva za mjerenje snage

Odgovarajući na pitanje o tome što je kalorimetar, bit će važno spomenuti svrhu ovog instrumenta za određivanje moći. Takav uređaj, za razliku od integratora, trebao bi imati značajnu sposobnost toplinske razmjene. To je neophodno kako bi mogao ukloniti količinu topline koja se uvodi u njega. Slijedi da je stanje kalorimetra u trenutačnom mjerenju.

Termička vrijednost snage procesa nalazi se pomoću kalorimetara s ljuskom. Izum je napravio fizičar iz Francuske, E. Calvet. U početku, mehanizam je predstavljen u obliku metalnog bloka opremljenog kanalima. Posebne cilindrične ćelije dizajnirane za provođenje procesa koji se istražuju postavljeni su na njih. Metal koji se koristi u konstrukciji komore je ljuska. Njezinu temperaturu treba držati stalnom oznakom s točnošću od pet ili šest Kelvina.

Mjerenje razlike između temperature ćelije i jedinice nastaje uz pomoć termo bateriju koja ima do tisuću zalogaja. Parametri njegove EMF i izmjene topline stanica su proporcionalni maloj razlici u temperaturi koja se javlja između takvih komponenata kao bloka i stanice. Istodobno, toplina mora biti oslobođena ili apsorbirana u samoj ćeliji. Vrlo često u takvim blokovima ima nekoliko ćelija koje će raditi različito.

Naziv i klasifikacija

Uobičajena imena kalorimetra su:

• za kemijske reakcije;
• bombardiranje;
• izotermalni tip;
• tipa niske temperature;
• tip leda.

Svi oni imaju podatke o povijesnom podrijetlu. Po imenu, obično su im potrebni, područje na kojem će se koristiti. Međutim, ta se imena ne odnose na komparativnu ili potpunu karakterizaciju.

Opći pogled na klasifikaciju kalorimetara temelji se na osnovi, uzimajući u obzir jednu od tri glavne količine, pojedinačno ili zajedno. To je pristup analizi pokazatelja koji određuje metodologiju za mjerenje temperature, koja ima:

• kalorimetrijski sustav Tc;
• ljuska za To;
• količinu topline L emitirane tijekom jedinice vremena (toplinska snaga).

Kalorimetri, s konstantnom vrijednošću Tc i To, su izotermalnog tipa, a instrumenti u kojima se Tc = To nazivaju adijabatski. Ako uređaj radi pod uvjetima s konstantnom razlikom između temperature, naziva se kalorimetar s konstantnom izmjenom topline. Izoperibolni mehanizam ima konstantnu To, a Tc je toplinska funkcija snage L.

Konačni rezultati

Postoji niz čimbenika koji mogu utjecati na konačni rezultat mjerenja. Jedan od njih je prisutnost promjena koje utječu na konačni rezultat. To je zbog pouzdanosti automatskog seta regulatora temperature za izotermnu ili adijabatnu ljusku. U posljednjih godinu temperature vrijednosti se određuje svoje blizine promjenjivim uvjetima cijele kalorimetarskoj sustava. Takva konstrukcija ima metalni zaslon i pomičite uređaj služi za grijanje, što smanjuje protok prijenosa topline i vrijednost za određene razine na kojoj je temperatura kalorimetar će biti promjena u decimalnih porcije stupnjeva po minuti. To može smanjiti prijenos topline koji se događa tijekom kalorimetrijskog eksperimentiranja do iznimno niskih vrijednosti koje se mogu zanemariti.

Uređaji koji se razmatraju u ovom članku imaju veliku ulogu u ljudskom životu i jedno su od najznačajnijih dostignuća znanosti. Glavna funkcija kalorimetra je proučavanje podataka promjena temperature i utvrđivanje prisutnosti grešaka tijekom izmjene topline. Različiti su načini klasificiranja tih instrumenata, koji se odnose na određene parametre, koji se oštro razlikuju. Različiti metali mogu poslužiti kao materijal za proizvodnju, na primjer, bakreni kalorimetri, olovo, čelik i drugi. Osim čistih tvari, također se mogu koristiti legure.