Cтраница 4
Первыми из физических приборов для изучения органических соединений были применены весы и термометр. Упоминание о таком физическом приборе как весы, кажется тривиальным, а между тем этот нрибор позволил Лавуазье сделать количественную оценку состава органических соединений. Применив ледяной калориметр, Лавуазье и Лаплас положили начало термохимии органических соединений. [46]
Вся теплота, выделенная в камере с образцом, расходуется на плавление льда во внутренней ледяной рубашке. Выделенную теплоту определяют измеряя массу расплавленного льда. С помощью ледяного калориметра были измерены теплоемкости твердых тел и жидкостей, а также теплоты сгорания и теплоты, выделяемые живыми организмами. [47]
Лавуазье и Лаплас выяснили также причину выделения теплоты животными. При окислении пищи кислородом, при дыхании морской свинки выделяется теплота, и образуется двуокись углерода. Лавуазье и Лаплас измерили в ледяном калориметре [39] оба количества теплоты. Эти количества теплоты, отнесенные к единице массы двуокиси углерода, были одного и того же порядка. Лучшего совпадения значений и не могло быть: Лавуазье и Лаплас не учитывали теплоты, выделяемой при окислении водорода. [48]
Для устранения связанной с этим погрешности в определении теплоемкости испытуемый материал помещается в непроницаемый для жидкости контейнер. Аналогичным образом устраняется непосредственный контакт между образцом и калориметрическим веществом ( тающий лед) в ледяном калориметре Бунзена. Такое решение приводит, впрочем, к увеличению и без того значительной продолжительности опыта. [49]
Изменение объема измеряют по перемещению ртути в капилляре или по взвешиванию ртути, вытекающей из капилляра или втягиваемой в него. Поскольку удельный объем льда, воды и ртути и теплота плавления льда при 0 С точно известны, для ледяного калориметра можно заранее рассчитать, какое количество сообщенной калориметру теплоты вызовет определенное изменение объема или какое изменение объема будет наблюдаться при сообщении калориметру единицы количества теплоты. [50]
Метод смешения получил весьма широкое применение в исследованиях при высоких температурах, например, в [42] описаны исследования при температуре до 900 С. Их особенность состоит в том, что используется калориметр постоянной температуры - так называемый ледяной калориметр. Схема установки изображена на рис. 7.23. Нагретая в печи / до температуры опыта Г ампула с исследуемым веществом сбрасывается в ледяной калориметр II. Масса тл определяется по уменьшению объема системы лед - вода в калориметрическом сосуде 4, а это изменение объема, в свою очередь, определяется по количеству ртути 6, втянутому внутрь калориметра по капилляру / при плавлении льда. [51]
При 200 величина qd для 0 224 см3 кислорода, адсорбированного граммом угля, составляет 116000 кал / моль; при температуре выше 200 теплота адсорбции превышает теплоту образования двуокиси углерода. Адсорбированный таким способом кислород не может быть удален как таковой; он удаляется при откачке при высоких температурах в форме окиси и двуокиси углерода. Кейс и Маршалл [10], применив ледяной калориметр, получили 72 000 кал / моль для начальной теплоты адсорбции кислорода на угле и Маршалл и Брэмстон-Кук [ 1в ], работавшие также с ледяным калориметром, получили величину в 89 600 кал / моль для адсорбции 0 03 см3 кислорода на грамм кокосового угля. Некоторые из этих значений теплот почти столь же велики, а другие больше, чем теплоты химических реакций между углеродом и кислородом. [52]
При 200 величина qd для 0 224 см3 кислорода, адсорбированного граммом угля, составляет 116000 кал / моль; при температуре выше 200 теплота адсорбции превышает теплоту образования двуокиси углерода. Адсорбированный таким способом кислород не может быть удален как таковой; он удаляется при откачке при высоких температурах в форме окиси и двуокиси углерода. Кейс и Маршалл [10], применив ледяной калориметр, получили 72 000 кал / моль для начальной теплоты адсорбции кислорода на угле и Маршалл и Брэмстон-Кук [19], работавшие также с ледяным калориметром, получили величину в 89 600 кал / моль для адсорбции 0 03 см3 кислорода на грамм кокосового угля. Некоторые из этих значений теплот почти столь же велики, а другие больше, чем теплоты химических реакций между углеродом и кислородом. [53]
Опыты Джоуля в самых разнообразных формах были повторены многими учеными, и разница в определении механического эквивалента теплоты получалась только в единицах. Можно в среднем принять, что этот эквивалент равен 427 кг. Один из самых простых способов определения механического эквивалента теплоты принадлежит Вартоли, употребившему для этой цели ледяной калориметр Бунзена. [54]
При 200 величина qd для 0 224 см3 кислорода, адсорбированного граммом угля, составляет 116000 кал / моль; при температуре выше 200 теплота адсорбции превышает теплоту образования двуокиси углерода. Адсорбированный таким способом кислород не может быть удален как таковой; он удаляется при откачке при высоких температурах в форме окиси и двуокиси углерода. Кейс и Маршалл [10], применив ледяной калориметр, получили 72 000 кал / моль для начальной теплоты адсорбции кислорода на угле и Маршалл и Брэмстон-Кук [19], работавшие также с ледяным калориметром, получили величину в 89 600 кал / моль для адсорбции 0 03 см3 кислорода на грамм кокосового угля. Некоторые из этих значений теплот почти столь же велики, а другие больше, чем теплоты химических реакций между углеродом и кислородом. [55]
При 200 величина qd для 0 224 см3 кислорода, адсорбированного граммом угля, составляет 116000 кал / моль; при температуре выше 200 теплота адсорбции превышает теплоту образования двуокиси углерода. Адсорбированный таким способом кислород не может быть удален как таковой; он удаляется при откачке при высоких температурах в форме окиси и двуокиси углерода. Кейс и Маршалл [10], применив ледяной калориметр, получили 72 000 кал / моль для начальной теплоты адсорбции кислорода на угле и Маршалл и Брэмстон-Кук [ 1в ], работавшие также с ледяным калориметром, получили величину в 89 600 кал / моль для адсорбции 0 03 см3 кислорода на грамм кокосового угля. Некоторые из этих значений теплот почти столь же велики, а другие больше, чем теплоты химических реакций между углеродом и кислородом. [56]