Co je kalorimetr ve fyzice? Definice, použití

V tomto článku zodpovíme otázku: "Co je kalorimetr?". Definujeme obecnou charakteristiku daného mechanismu, jeho pracovní princip a oblasti použití, funkční možnosti a hodnoty měření. A také věnujte pozornost klasifikaci a popisu některých specifických druhů.

Úvod

V reakci na otázku, co je kalorimetr, v obecné rovině to může být popsán jako nástroj, kterým je měření množství tepla, které se uvolní, nebo absorbována v průběhu fyzikálních, chemických nebo biologických procesů.

V roce 1780 navrhli P. Laplace a A. Lavoisier zavedení nové terminologické jednotky "kalorimetr". Podobné zařízení se také používá v části jaderné fyziky, která studuje elementární částice a je nazývána ionizačním kalorimetrem. Funkcí tohoto přístroje je však měření energetického potenciálu částic.

Moderní mechanismus

Stanovení tepelné kapacity pomocí kalorimetru moderní produkce umožňuje stanovit studovanou hodnotu s přesností od deseti do sto procent. Rozsah, v němž se toto zařízení může pracovat, se pohybuje od 0,1 do 3500 Kelvinů. Typ kalorimetrického zařízení je velmi různorodý. To může být určeno povahou procesu, který je studován, a také jeho trvání. Dalším důležitým parametrem pro určení typu mechanismu je teplotní rozsah, ve kterém se provádějí měření, stejně jako množství měřené hodnoty tepla.

Stanovení energetického ekvivalentu kalorimetrem může ukázat tělu množství těla, které se uvolňuje během spalování zdroje paliva. Toho lze dosáhnout díky výrazu Q = CΔT, ve kterém je C indikátorem tepelného (energetického) ekvivalentu. Nastavte parametry definice kalibrací přístroje. Další hodnota ΔT je funkce známého výstupního signálu kalorimetru.

Distribuce podle typu

Není možné odpovědět na otázku, co je kalorimetr, aniž byste se seznámili s jeho typy.

Jedním z nejběžnějších představitelů takových zařízení je integrátor kalorimetr. Je určen k určení celkového množství tepla Q, které se uvolňuje na začátku reakce a na jeho konci.

Další kalorimetr je známý přístroj pro měření tepelné kapacity, to znamená rychlost, při které se vytváří teplo - L. A také mohou sdílet konstrukci měřícího mechanismu a metodologie přístupu. Stále přidělit kalorimetry tekutého a masivního typu. Byly nalezeny také jednotlivá a diferenciální zařízení.

Měření tepla

Co je kalorimetr ve fyzice? Definice říká, že jde o zařízení pro měření množství uvolněného tepla. V tomto případě může být teplo uvolněné v průběhu chemické reakce rozpoznáno pouze tekutým integrátorovým kalorimetrem.

Struktura je prezentována ve formě nádoby naplněné kapalinou (obvykle vody). Má zkušební komoru ("kalorimetrickou bombu"), míchadlo, teploměr a topné zařízení.

Měření kalorimetrických systémů

Zavedení korekcí k přirozenému průběhu vývoje tepla systému může být zjištěno změnou některého z jeho stavů. Dále jsou určeny analýzou množství tepla, které se do zařízení zavádí. Stanovení konstanty kalorimetru se provádí před zahájením měření a porovnává se s nastavenou a korigovanou hodnotou. Nástroje se třídí, což určuje koeficient. Musí být násoben měřeným teploměrem změnou teploty přístroje.

Přítomnost vedlejších účinků

Ve skutečnosti údaje o kalorimetru ukazují přímo pouze celkový počet tepů, které se v procesu zkoumají. Lze stále nalézt na populace straně procesu (nebo procesy), které by mohly způsobit směšovací jev odpařování kapaliny, stejně jako porušení ampuli látky, a tak dále. N. Definice Kalorimetr konstantní umožňuje uživateli přístup srovnání indikátorů změn v pozadí něco. S jeho pomocí jsou analyzovány informace.

Teplo postranní řady procesů by mělo být určeno zkušeností nebo výpočtem, který je vyloučen z výsledků studií. Příkladem vedlejšího účinku může být nevyhnutelná výměna tepla mezi kalorimetrem a okolním prostorem a hmotou.

Izotermické pozorování

Existuje izotermický typ kalorimetru-integrátor, který dovoluje zavést změny do agregátních stavů těles, které tvoří hlavní část systému. Příkladem je tání ledové hmoty v ledové komoře Bunsenova kalorimetru. Abychom zjistili změnu tepla, která ovlivňuje agregátní stav, ale nezpůsobuje změnu teploty, je možné, když vypočítáme hmotu hmoty a množství tepla, které by bylo pro to třeba vynaloženo.

K určení specifického tepla kalorimetru je nutné vědět, že se číselně rovná množství tepla, které se vynaloží na ohřev jednotky hmoty hmoty. Jednotka je J / kg-K.

Je důležité si uvědomit, že specifický index tepla je dvojznačnou charakteristikou. Existuje vztah mezi podmínkami pro provedení přenosu tepla a hodnotou práce, která je doprovázena tímto procesem.

Masivní typ

Masivní integrátory se používají k určení entalpie látky za teplotních podmínek do 2500 stupňů Celsia. Hmotnost tohoto typu kalorimetru se může měnit v závislosti na hmotnosti měřené látky, protože struktura se skládá z kovů. Ve skutečnosti je to blok s určitým počtem dutin pro plavidla. Jsou to reakce, které jsou určeny pro topné zařízení a / nebo teploměr. Produkt tepelné hodnoty měřené kalorimetrem a rozdíl v nárůstu teploty v bloku nám ukazuje entalpii látek (a).

Tok

Je možné stanovit tepelnou kapacitu plynu nebo kapaliny pomocí průtokového labyrintového kalorimetru. Stanoví teplotní rozdíl, který vstupuje do stacionárních proudů studované látky a vystupuje z nich. Rovněž určuje výkon takového průtoku a výkon tepla, který je emitován elektrickým ohřívačem, v joulech.

Prostředky pro měření výkonu

Odpověď na otázku, co je kalorimetr, bude důležité zmínit účel tohoto nástroje pro určení síly. Takové zařízení, na rozdíl od integrátoru, by mělo mít značnou schopnost výměny tepla. To je nezbytné, aby mohl odstranit množství tepla, které je do něj vloženo. Z toho vyplývá, že stav kalorimetru je v okamžitém měření.

Tepelná hodnota výkonu procesu je zjištěna pomocí kalorimetrů s pláštěm. Vynález byl proveden fyzikem z Francie, E. Calvet. Zpočátku byl mechanismus prezentován ve formě kovového bloku vybaveného kanály. Byly vytyčeny speciální válcové články určené pro provádění vyšetřovaného procesu. Kov, který se používá při konstrukci komory, je plášť. Teplota by měla být udržována na konstantní značce s přesností 5 nebo 6 Kelvinů.

Měření rozdílu mezi teplotou buňky a jednotkou probíhá pomocí termoelektrické baterie, která má až tisíc pájky. Parametry EMF a výměny tepla buňky jsou úměrné malému teplotnímu rozdílu, který se vyskytuje mezi těmito součástmi jako blok a buňka. Současně musí být teplo uvolněno nebo absorbováno v samotné buňce. Velmi často v takových blocích mají pár buněk, které budou fungovat diferencovaně.

Název a klasifikace

Obvyklé názvy kalorimetrů jsou:

• pro chemické reakce;
• bombardování;
• izotermický typ;
• nízkoteplotní typ;
• typ ledu.

Všichni mají údaje o historickém původu. Podle jejich jména se obvykle vyžadují, oblast, ve které budou použity. Tyto názvy se však nedotýkají srovnávací nebo úplné charakteristiky.

Obecný názor na klasifikaci kalorimetrů je založen na úvaze o jednom ze tří hlavních veličin, a to buď jednotlivě nebo společně. Jedná se o přístup k analýze ukazatelů, který určuje metodiku měření teploty, která:

• kalorimetrický systém Tc;
• to shell;
• množství tepla L emitované během jednotky času (tepelný výkon).

Kalorimetry s konstantní hodnotou Tc a To jsou izotermického typu a nástroje, ve kterých Tc = To se nazývají adiabatické. Pokud přístroj pracuje za podmínek s konstantním rozdílem teplot, nazývá se kalorimetr s konstantní výměnou tepla. Isoperibolický mechanismus má konstantu To a Tc je tepelná funkce výkonu L.

Konečné výsledky

Existuje řada faktorů, které mohou ovlivnit konečný výsledek měření. Jedním z nich je přítomnost změn, které ovlivňují jejich konečný výsledek. To je způsobeno spolehlivostí automatické sady teplotních regulátorů pro izotermickou nebo adiabatickou vrstvu. V poslední z nich je teplotní hodnota určena jeho blízkostí k měnícím se podmínkám celého kalorimetrického systému. Taková konstrukce má kovovou plochou a přesunout je zařízení opatřeno pro ohřev, což snižuje tok přenosu tepla a hodnotu na určitou úroveň, při které se teplota kalorimetru bude změna desetinná část stupňů za minutu. To může snížit přenos tepla, ke kterému dochází během kalorimetrického experimentu, na extrémně nízké hodnoty, které lze zanedbat.

Zařízení uvedená v tomto článku hrají obrovskou roli v lidském životě a jsou jedním z nejvýznamnějších úspěchů vědy. Hlavní funkcí kalorimetru je studovat data změn teploty a určit přítomnost vad během výměny tepla. Existují různé způsoby klasifikace těchto nástrojů, které se týkají konkrétních parametrů, které se výrazně liší. Různé kovy mohou sloužit jako materiál pro výrobu, například měděné kalorimetry, olovo, ocel a další. Kromě čistých látek lze také použít slitiny.