Cтраница 3
В случаях, когда прибор используется продолжительное время при одной температуре, целесообразно непрерывно поддерживать температуру дефлегмации даже во время простоя прибора. Необходимость термического равновесия прибора станет очевидной, если учесть, что термисторы являются очень чувствительными термометрами. [31]
![]() |
Графическое определение энтропии. [32] |
Методы таких измерений основаны на применении калориметров, помещаемых в вакуумные оболочки, уменьшающие потери тепла вследствие теплопроводности. В калориметр вводится точно измеряемое количество тепла путем пропускания электрического тока, и при помощи большого числа последовательно соединенных термопар или чувствительного термометра сопротивления измеряется соответствующее повышение температуры. Теплоемкости измеряются до температур, близких к абсолютному нулю. [33]
Используя чувствительный термометр, они смогли отметить изменение температуры, вызванное реакцией перманганата калия с железом ( II), гексациано-ферра-том ( II), перекисью водорода и оксалат-ионами. [34]
Методы таких измерений основаны на применении калориметров, помещаемых в вакуумные оболочки, уменьшающие потери тепла вследствие теплопроводности. В калориметр вводится точно измеряемое весьма малое количество тепла путем пропускания электрического тока. При помощи большого числа последовательно соединенных термопар или чувствительного термометра сопротивления измеряется соответствующее малое повышение температуры. [35]
Иное положение имеет место при использовании полупроводников. У некоторых полупроводников повышение температуры на 1 С увеличивает электропроводность на 3 - 6 %, повышение температуры на 10 - примерно на 75 %, а повышение температуры на 100 С увеличивает электропроводность в 50 раз. Благодаря высокому удельному сопротивлению полупроводников их применяют в качестве чувствительных термометров при дистанционных измерениях. Сопротивление металлических проводов даже очень тонких и длиной в несколько километров оказывается ничтожным по сравнению с сопротивлением термометра. Размеры полупроводниковых сопротивлений могут быть чрезвычайно малыми длиной в несколько миллиметров или даже несколько десятых долей миллиметра. Это снижает инерционность прибора, так как при малых размерах сопротивление быстро принимает температуру окружающей среды. Значительное изменение электропроводности полупроводников в зависимости от температуры обеспечивает точность измерений. [36]
В тех случаях, когда применяемые жидкости, подвергающиеся испарению с дефлегмацией ( с обратным холодильником), поглощают влагу из атмосферы ( например, спирты), на выходе из конденсатора паровой рубашки устанавливается трубка с осушителем. В случаях, когда прибор используется продолжительное время при одной температуре, целесообразно непрерывно поддерживать температуру дефлегмации даже во время простоя прибора. Необходимость термического равновесия прибора станет очевидной, если учесть, что термисторы являются очень чувствительными термометрами. [37]
Тепло, выделяющееся или поглощающееся при химических реакциях, называется тепловым эффектом, или просто теплотой реакции. Эту величину с большой точностью измеряют с помощью приборов, называемых калориметрами. В наиболее простом калориметре реакцию проводят в замкнутом сосуде, погруженном в воду, повышение или понижение температуры которой регистрируется чувствительным термометром. Например, теплоту горения определяют с помощью стальной бомбы, в которой находится кислород под давлением 25 ат и сжигаемое вещество. Горение вызывается пропусканием слабого электрического тока, нагревающего это вещество. Большинство реакций происходит при постоянном ( атмосферном) давлении. Если при реакции тепло выделяется, то энергия, или энтальпия всех участвующих в ней веществ уменьшается и, следовательно, величина ДЯ отрицательна. [38]
Первое следствие состоит в том, что необратим целый ряд превращений энергии, в которых участвует теплота. К ним принадлежит, например, превращение работы в теплоту путем трения. Например, если в сосуде вращается жидкость и мы предоставим ее самой себе, то вскоре это движение пропадет и его механическая энергия обратится в теплоту, которую можно измерить чувствительным термометром. Но наш опыт говорит нам, что покоящаяся жидкость не придет во вращение при охлаждении, хотя это и не противоречило бы первому закону термодинамики. Если бы существовал процесс, обратный выделению теплоты при трении, то он обладал бы как раз свойствами вечного двигателя второго рода. Следовательно, если мы примем второй закон термодинамики, такого процесса существовать не должно. [39]
Основными практическими требованиями, предъявляемыми к конструкции дилатометра, являются легкость заполнения резервуара и форма, обеспечивающая быстрый теплообмен с термостатирующей средой. Другими словами, тепло выделяющееся при происходящих в дилатометре реакциях, должно отводиться настолько быстро, чтобы термическим расширением реакционной смеси можно было пренебречь. Именно проблема точного поддержания постоянной температуры ( обычно с более высокой точностью, чем 0 01 К) не позволяет использовать дилатометрию для исследования быстрых реакций ( с периодом полупревращения около 10 мин), поскольку требуемое для теплообмена отношение поверхности резервуара к его объему становится слишком большим. Дилатометры являются весьма чувствительными термометрами и требуют постоянного внимания к проблеме термостатирования. Из общих соображений ясно, что резервуар дилатометра должен иметь максимально большое отношение поверхность / объем и должен изготавливаться из тонкого стекла. [40]
Джоуль полагал, что он может измерить ( dU / dV) j -, определяя изменение температуры газа при его расширении в вакууме. Он использовал два сосуда, помещенные в водяную баню. Один сосуд был наполнен воздухом при 22 атм, а второй - откачан. Используя тот же самый чувствительный термометр, который он применил в опытах но механическому эквиваленту теплоты, Джоуль пытался измерить изменение температуры воды в бане в том случае, когда кран, соединяющий сосуды, был открыт и воздух расширялся в вакуум. [41]
Определение пластовых давлений раздельно для каждого пласта многопластового объекта может производиться в комплексе - замерами на нескольких режимах забойных давлений и дебитов с помощью дебитоме-ров. Зга методика не новая, но пока единственная. Определение же давлений в отдельных интервалах и прослоях - пока вопрос нерешенный. Правда, некоторый проблеск надежды в этом плане дает применение чувствительных термометров, когда по характеру изменения температуры за счет движения жидкости, вероятно, можно говорить о количественной оценке скорости фильтрации жидкости и характере распределения давления по мощности эксплуатационного объекта. [42]
![]() |
Калориметр для определения теплоты сгорания ( схема. [43] |
Ныне потребность в этом отпала, ибо стенки бомбы изготовляются из особого сорта нержавеющей стали. Сжигание происходит в избытке кислорода, который заполняет бомбу под давлением в 25 атмосфер. В связи с этим само сжигание происходит мгновенно и полностью. Бомба погружается в сосуд с водой определенного объема, причем этот сосуд благодаря особому устройству аппарата имеет хорошую теплоизоляцию, предохраняющую его от отдачи тепла окружающей среде. В воду опускается очень чувствительный термометр, позволяющий определять сотые доли градуса В этой же воде имеется мешалка, приводимая в движение электромотором. Сгорание побуждается электрическим устройством. Образующееся в бомое тепло нагревает воду калориметра, и по повышению температуры можно судить о теплоте сгорания. На рис. 1 дана схема калориметра. Детальное его устройство, методика работы и способы расчета приводятся в специальных руководствах и практикумах. [44]
В термометрах сопротивления используется зависимость омического сопротивления проводника от температуры. Международным комитетом мер и весов платиновый термометр рекомендован в качестве эталона для воспроизводства температур в интервале от - 190 до 660 С. Термометр сопротивления из меди пригоден для работы в интервале от - 20 до 100 С. Материалом термометров сопротивления могут быть полупроводники. У них с ростом температуры сопротивление не растет, а уменьшается, а скорость изменения сопротивления с температурой на порядок больше, чем у металлов. Это позволяет изготовить весьма чувствительные термометры на полупроводниках, называемые термисторами. [45]