Cтраница 3
Большая часть методических разработок завершена или завершается созданием соответствующих приборов и установок. В частности, закончена разработка прибора для испытаний на теплопроводность и температуропроводность твердых неметаллических ( полупроводниковых и теплоизоляционных) материалов в интервале температур 20 - 400 С [11], установка для измерения истинной теплоемкости и теплот фазовых превращений металлов и сплавов в интервале 20 - 1100 С [7, 8], первый вариант установки для измерения коэффициента температуропроводности металлов и сплавов в температурном интервале 20 - 1000 С. [31]
Состояние метрологической базы в области теплофизических измерений не отвечает современному уровню исследований. С ( ВНИИМ), получают все предприятия и лаборатории, завершены обобщения по теплопроводности и теплоемкости плавленого кварца ( ВНИИМ), ГССД в области теплофизики, возглавляемая ВНИИФТРИ, завершает организационный период, здесь начинается планомерная работа. Создаются эталонные установки по измерению истинной теплоемкости и теплопроводности до 800 С ( ВНИИМ), проводятся первые работы по созданию образцовых средств для измерения теплопроводности жидкостей ( Тбилисский филиал ВНИИМ), выполняется большой комплекс работ по созданию новых средств измерений теплофизических свойств во ВНИИФТРИ. Однако метрологические работы по методам и средствам измерений тепловых характеристик жидкостей и газов проводятся только в неметрологических организациях. [32]
В настоящее время в области температур ниже 300 К почти всегда определяют истинную теплоемкость. Это объясняется прежде всего тем, что при низких температурах зависимость Ср от Т очень велика и гораздо сложнее, чем при высоких температурах, поэтому измерение средних теплоемкостей в этой области, как правило, не может дать верного представления о том, как изменяется теплоемкость вещества при изменении температуры. Очень существенно также и то, что методы измерения истинных теплоемкостей при низких температурах в настоящее время хорошо разработаны. В связи с этим ниже рассматриваются почти исключительно методы измерения истинных темплоемкостей при низких температурах. Из калориметров, предназначенных для определения средних теплоемкостей, описан лишь калориметр Нернста с сотрудниками; ознакомление с этим калориметром имеет исторический интерес, поскольку он был первым массивным калориметром. [33]
Самая большая по объему в третьем разделе пятнадцатая глава посвящена экспериментальным методам определения тепло-емкостей. Описание их дано раздельно для веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях. Наибольшее внимание уделено классическому методу, основанному на периодическом вводе теплоты в калориметрическую систему, который в настоящее время широко используется для измерения истинных теплоемкостей как при низких, так и при сравнительно высоких температурах. Значительное место в этой главе занимает также описание методов непрерывного нагрева ( для измерения истинных теплоемкостей), смешения ( для измерения средних теплоемкостей), а также методов определения cv и ср газов. Другие методы, например импульсный метод, описаны более кратко. Описание применяемой аппаратуры приведено лишь для наиболее типичных и распространенных калориметрических методик. [34]
Измерения средних теплоемкостей в настоящее время проводят значительно реже, чем измерения истинных теплоемкостей. В прошлом методы измерения средних теплоемкостей применяли очень широко, но в последние 20 - 25 лет в связи с успешным развитием методов измерения истинных теплоемкостей ( в частности, повышением точности и значительным расширением температурного интервала) сильно сократилось число работ по определению средних теплоемкостей и понизился интерес к этим определениям. Измерения средних теплоемкостей в последние годы особенно часто практикуют при наиболее высоких температурах, примерно до 2500 С, пока еще недоступных для обычных методов измерения истинных теплоемкостей. [35]
Иначе обстоит дело в работах ( измерение истинной теплоемкости в широком интервале температур и др.), где в каждом калориметрическом опыте необходимо знать действительное значение изменения температуры в градусах. В этих случаях калориметрические термометры должны быть обязательно проградуированы в Международной температурной шкале, а при использовании их для измерения температуры ниже кислородной точки - также и в этой области. Градуировка таких калориметрических термометров проводится описанным выше способом ( см. гл. Расчет температуры по сопротивлению термометра при измерениях истинной теплоемкости, а также в других работах, когда в размерность измеряемой величины входит температура, необходимо проводить в каждом опыте. [36]
Ввод теплоты в калориметр может быть как периодическим, так и непрерывным. В первом случае, как это описано раньше ( I, гл. Во втором случае нагревание калориметрической системы во всем температурном интервале измерений ( нередко несколько сот градусов) проводится непрерывно, причем одновременно измеряется скорость изменения температуры системы. Отмечая эти различия в способе измерений, обычно рассматривают раздельно измерение истинных теплоемкостей методом периодического ввода теплоты и методом непрерывного в в о-датеплоты. [37]
Самая большая по объему в третьем разделе пятнадцатая глава посвящена экспериментальным методам определения тепло-емкостей. Описание их дано раздельно для веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях. Наибольшее внимание уделено классическому методу, основанному на периодическом вводе теплоты в калориметрическую систему, который в настоящее время широко используется для измерения истинных теплоемкостей как при низких, так и при сравнительно высоких температурах. Значительное место в этой главе занимает также описание методов непрерывного нагрева ( для измерения истинных теплоемкостей), смешения ( для измерения средних теплоемкостей), а также методов определения cv и ср газов. Другие методы, например импульсный метод, описаны более кратко. Описание применяемой аппаратуры приведено лишь для наиболее типичных и распространенных калориметрических методик. [38]
Контейнер со всех сторон закрыт тонким медным чехлом 12, который образует вместе с ним, его содержимым и нижней частью трубки 2 калориметрическую систему. Таким образом, собственно калориметр является двухстенным. Он окружен двухстенной же защитной оболочкой 13, на внешней стенке которой имеется нагреватель HZ. Защитная оболочка калориметра состоит из двух частей - нижней и верхней. Нижняя ее часть окружает калориметрический сосуд. Верхняя же часть оболочки значительно больше, чем обычно бывает в калориметрах для измерения истинных теплоемкостей. Это объясняется, во-первых, необходимостью точного учета теплообмена по трубке 2, служащей для отвода пара, в связи с чем целесообразно окружить часть этой трубки защитной оболочкой. Во-вторых, в описываемом калориметре важную роль в измерении температуры калориметра и определении поправки на теплообмен играет массивное медное кольцо 14, которое служит блоком для измерения и сравнения температур. По условиям измерений важно, чтобы это кольцо находилось при постоянной температуре, поэтому оно расположено над калориметром внутри верхней части защитной оболочки. К массивному кольцу 14 припаяны внизу две толстостенные медные трубки 15, в которые вставляются два платиновых термометра сопротивления. Один из термометров является рабочим, а другой может служить для проверки его градуировки. В неглубоком пазу на боковой поверхности кольца 14 расположен нагреватель Н3, который может быть использован для поддержания постоянства температуры кольца. [39]