Cтраница 3
Рассмотренные в настоящем разделе эффекты отставания температуры поверхности от температуры центральных областей калориметрической системы имеют место не только в бомбовых калориметрах, но и других системах; особенно это имеет значение для массивных калориметров, где температура во многих случаях измеряется внутри металлического блока. [31]
Если считать, что нам известен закон изменения температуры в калориметре, то поверхностную температуру можно вычислить, рассматривая теплопередачу через неограниченную пластину, моделирующую стенку калориметрического сосуда или слой металла в массивном калориметре, между измерителем температуры и поверхностью ядра калориметра. Модель V калориметрической системы ( см. рис. 4) соответствует рассматриваемому случаю. Если температуру 6i ( Foi) модели V принять равной температуре 62 ( Fo2) модели IV, то получим следующее приближение модели IV к реальному калориметру. [32]
При температурах вблизи 1000 К эти данные хорошо согласуются между собой ( расхождения менее 0 5 %); при низких температурах более точны данныеДжиннингса, Дугласа и Болл [1752], полученные при помощи ледяного калориметра, в то время как использованный в работе [208] массивный калориметр не был приспособлен к измерениям в этом интервале температур. [33]
Любой теплообмен между образцом и калориметрическим веществом должен осуществляться таким образом, чтобы изменение температуры ( измеряемая величина) было по возможности максимальным. Массивные калориметры наиболее полно удовлетворяют этому требованию. [34]
Форма и размеры массивных калориметров определяются задачами исследования и необходимой точностью измерения. Массивные калориметры имеют обычно, как и жидкостные, цилиндрическую форму, а также соответствующие выточки, необходимые для размещения отдельных деталей. Блок подвешивается или устанавливается на тонких тепло-изоляторах внутри металлического герметично закрываемого гнезда и вместе с ним устанавливается в оболочку. [35]
![]() |
Схема калориметра Ойкена и Мейера.| Схема калориметра Кубашевского и Денча. [36] |
В массивные калориметры, как и в жидкостные, можно помещать реакционный сосуд. При этом металлический блок калориметра должен иметь форму сосуда. Ниже приведены два примера такой конструкции калориметра. [37]
В настоящее время массивные калориметры часто применяют в очень широком интервале - от температур, близких к комнатным, до 2500 - 2600 С. Устройство массивных калориметров, предназначенных для определения средних теплоемкостей при высоких температурах, в принципе очень сходно, однако во многих случаях между ними есть и значительные конструктивные различия. [38]
![]() |
Массивный калориметр для определения средней теплоемкости веществ. [39] |
Часто по условиям опыта наличие калориметрической жидкости является необходимым, например при измерении теплоты растворения. Существенным недостатком массивных калориметров, особенно при большом размере их блоков, является температурный градиент в массе металла. [40]
После работы Нернста и его сотрудников, в которой впервые был использован массивный калориметр ( см. § 2 настоящей главы), приборы этого типа быстро получили широкое распространение. Систематические исследования с использованием массивных калориметров в течение многих лет проводил Магнус [92], который значительно усовершенствовал их конструкцию. [41]
Замена калориметрической жидкости металлическим телом обеспечивает массивным калориметрам большие преимущества, так как при этом исключается погрешность, связанная с испарением жидкости. Это особенно важно в тех случаях, когда исследуемый образец нагревают до высоких температур. [42]
В качестве калориметрического вещества кроме воды в жидкостных калориметрах применяют другие жидкости, отвечающие определенным требованиям ( например, имеющие низкую вязкость, малое давление насыщенного пара при высоких температурах), а также расплавленные или твердые металлы. Калориметр с твердым веществом в качестве калориметрического вещества называют массивным калориметром. [43]
По методу смешения нагретый образец вводят в калориметр, температура которого повышается. Метод смешения обычно применяют в системах с металлическим ядром ( массивный калориметр) или с жидкостным ядром ( например, водяной калориметр) для определения теплоемкости веществ. [44]
Прибор для испарения жидкости путем продувания может иметь очень небольшие размеры. Конический сосуд 1 помещают в коническое углубление, высверленное в теле массивного калориметра. Жидкость наливают на дно сосуда, количество жидкости составляет несколько граммов. Сужение 5 в корпусе сосуда и стеклянная вата 6 препятствуют захвату паром капелек жидкости. [45]