特定の液体の温度または比熱を決定するために、（熱容量が既知の）熱量計で高温の液体の質量を測定し、液体の温度の低下と熱量計の温度の上昇を測定できます。 、したがって液体の比熱容量が減少します。
熱量測定で使用されるテスト設定は、熱量計と呼ばれます。外部熱交換器を使用することにより、比熱容量は、特に液体の熱量計を使用して決定できます。
最も単純なケースでは、断熱容器を使用して環境内の熱損失を最小限に抑えます。熱は、比熱容量を測定する液体に浸された熱コイルによって提供されます。
このようなテストセットでは、液体が均一に加熱されるようにする必要があります。そうでない場合、温度計は液体全体を表す正確な温度を測定しません。均一に加熱しないと、熱源に近い液体の温度が、熱源から離れた場所よりもはるかに高くなる可能性があります。
したがって、加熱中は常に液体をよく混合する必要があります。これは、マグネチックスターラーを使用することで実現できます。この場合、熱量計は、回転磁場を生成するプレート上に立っています。この回転場によって攪拌棒が回転し、流体が混合されます。
熱量計の熱容量の決定
熱量計 C の熱容量は、水の実験を混合することによって事前に決定できます。加熱コイルは常時オフ！この目的のために、まず質量 m1 の水を室温の熱量計に入れます。
熱量計とそのコンポーネント (磁気攪拌棒、温度センサー、加熱コイルなど) とその中の水は、温度が均一になるように一定期間提供する必要があります。しばらくすると、通常の T1 温度 (通常は室温) に達します。
ここで、質量 m2 で T2 温度が上昇する 2 番目の量の水が熱量計に追加されます。質量 m1 の水、質量 m2 の水と熱量計の間の通常の混合温度に達します。ここでも、温度が等しくなるようにシステムに時間を与える必要があります。
通常、水温は平衡温度に達するとわずかに低下し、熱量計の温度は温水で加熱されるため上昇します。次いで、混合温度Ｔｍが測定される。これで、熱量計の熱容量について結論を出すことができます。
この目的のために、混合プロセスのエネルギーの流れを詳細に検討します。システム全体は、最終的に質量m2の温水で加熱されます。一般に、熱量 Q2 の放出は、質量 m1 の水を加熱する熱量 Q1 と熱量計を加熱する温度 Qc に分けられます。質量 m2 の水から放出される熱エネルギー Q2 は、最初と最後の混合温度の温度差によって計算されます。
熱量計の熱容量は次のように計算されます:
熱量計の熱容量に影響する要因
液体レベル
装置が加熱される可能性があるため、熱量計は試験中に液体で半分しか満たされておらず、全体ではありません。熱量計の熱量が低いため、熱量計の熱容量も低くなります。
気温
一般に、試験が実施される温度も熱量計の熱容量に影響を与えます。これは、温度が高くなると、熱流の量も増加するためです。これは、熱量計が同時により多く加熱できるという事実につながります。このため、より多くの質量が加熱の影響を受けるため、熱量計の熱容量も増加します。
熱量計
熱量計は、化学反応の温度、熱容量としての物理的変化を測定するために使用されるツールです。熱量計の最も一般的なタイプは、示差走査熱量計、滴定熱量計、等温微量熱量計、および加速熱量計です。典型的な熱量計には通常、温度計が含まれています。
温度計は、燃焼室または燃焼室の上に吊るされた水で満たされた金属製の容器にも取り付けられています。
この温度上昇の測定と、容器と液体の重量と熱特性の知識により、生成される熱の総量を計算できます。
熱量計の種類
さまざまなタイプの熱量計は次のとおりです。
- 断熱熱量計
- 反応熱量計
- 爆弾熱量計
- 定圧熱量計
- 示差走査熱量測定
結論
この記事では、カロリーメーターについて学びます。熱量計は、機械的、電気的、または化学反応中に発生する熱量を測定し、材料の熱容量を計算するために使用されるデバイスです。
熱量計はさまざまな方法で設計されています。ボンベ熱量計と呼ばれるもう 1 つの広く使用されているタイプは、基本的に反応が行われるカバーで構成され、反応熱を吸収して温度を上昇させる水などの液体で囲まれています。
