Как сделать калориметр своими руками?

Устройство простейшего калориметра Для определения тепловых эффектов процессов, протекающих в водных растворах, используют калориметрическую установку , состоящую из внешнего стакана большего

Как сделать калориметр своими руками?

Устройство простейшего калориметра

Для определения тепловых эффектов процессов, протекающих в водных растворах, используют калориметрическую установку, состоящую из внешнего стакана большего диаметра и внутреннего стакана меньшего диаметра (собственно калориметр), между которыми находится теплоизоляционная прокладка. Сверху зактыть стаканы крышкой с отверстиями для пробирки, термометра и мешалки. В качестве калориметра можно использовать сосуд Дьюара (из термоса). Зарисуйте схематично простейший калориметр в лабораторном журнале.

Схема калориметра

Методика проведения опытов:

С помощью калориметра экспериментально определяется изменение температуры реакционной смеси, сопровождающая химический процесс.

Для этого необходимо взвесить внутренний стакан калориметра с точностью до 0,1 г. и затем во внутренний стакан калориметра отмеряют с помощью мерного цилиндра 25-30 мл воды (опыт №1 и №2) и измеряют начальную температуру (tнач) с помощью термометра, который нужно опустить непосредственно в жидкость. Следить за тем, чтобы он не касался дна и стенок внутреннего стакана.

Не вынимая термометра из жидкости, во внутренний стакан засыпают сухую соль (опыт №1 и №2). Раствор осторожно перемешивают мешалкой до полного растворения, следя одновременно за показаниями термометра. Температура в ходе процесса может повышаться или понижаться. Конечную температуру (tконечн) фиксируют в тот момент, когда столбик термометра останавливается.

Все данные, необходимые для расчетов, сводят в таблицу (форма таблиц дана в описании опытов).

Расчеты:

Тепловой эффект процесса, протекающего в калориметре, расчитывается по формуле:

Cр-ра — удельная теплоемкость раствора, находящаяся во внутреннем стакане калориметра, которую нужно принять равной удельной теплоемкости воды СН2О= 4,18 Дж/г × град;

mр-ра – масса раствора во внутреннем стаканекалориметра, г;

Скалор – удельная теплоемкость внутреннего стакана калориметра;

mкалор – масса калориметра;

Dt – изменение температуры в ходе опыты, °С.

Учитывая, что удельная теплоемкость стекла, из которого сделан внутренний стакан калориметра, мала, вторым слагаемым можно пренебречь, тогда формула (1) расчета теплового эффекта примет вид:

Q = — CН2О × m ×Dt

Опыт № 1. Определение мольной теплоты растворения соли

Приборы и реактивы: калориметрическая установка, навеска соли — химическая формула и масса указаны на обертке навески (получить у преподавателя).

Ход работы: осуществляют согласно вышеописанной методике проведения опытов.

В ходе проведения и по результатам опыта заполнить таблицу 9.2.1.

Таблица 9.2.1. Результаты определения мольной теплоты растворения соли

№ опыта Формула соли m соли m воды tнач tконечн Dt Mсоли M воды

Расчеты: мольную теплоту растворения, то есть теплоту, выделяющуюся или поглощающуюся при растворении в воде 1 моля соли, рассчитывают по формуле (2):

Пользуясь таблицей 9.2.2, в которой приведены теоретические значения мольных теплот растворения некоторых солей, рассчитайте относительную погрешность определения DН по формуле (3):

Таблица 9.2.2.Мольные теплоты растворения для некоторых солей и кристаллогидратов

Формула соли или кристаллогидрата DН гидратации, кДж/моль DН растворения, кДж/моль
CuSO4´5H2O +11,7
CuSO4 безводный -66,1
Na2CO3´10H2O +67,0
Na2CO3 безводный -25,0
ZnSO4´7H2O -95,0
SrCl2´6H2O -78,7
Na2SO3´10H2O -80,5
NH4NO3 +26,8

Опыт № 2. Определение мольной теплоты гидратации соли

Приборы и реактивы: калориметрическая установка, навеска безводной соли и ее кристаллогидрата формула и масса указаны на обертке навески (получить у преподавателя).

Ход работы:

Гидратацией называют процесс присоединения к соли определенного количества молекул воды с образованием кристаллогидрата данной соли, например:

Для определения мольной теплоты гидратации в воде растворяют сначала навеску безводной соли

CuSO4 + nH2O = CuSO4 ´ nH2O; DН раств. безводной соли,

а затем навеску кристаллогидрата данной соли

Оба процесса проводят согласно методическому описанию и данные вносят в таблицу 8.2.1.

Вывод:

Опыт № 3.Определение теплоты нейтрализации

Приборы и реактивы: калориметрическая установка, 2н растворы кислот HCl, H2SO4, CH3COOH, HNO3 и гидроксидов NaOH, КOH, NH4OH, мерные цилиндры (50 мл), конические колбы (50 мл).

Ход работы: По указанию преподавателя определяется тепловой эффект двух реакций, согласно таблице 9.2.3.

Мерными цилиндрами отмерить по 20 мл растворов кислоты и гидроксида. Перелить их в отдельные конические плоскодонные колбы на 50 мл. Измерить через 5-7 мин температуру каждого раствора (t1 и t2). Записать показания термометра, после установления постоянной температуры.

Термометр поместить в калориметр, одновременно быстро вылить растворы кислоты и щелочи в чистый и сухой внутренний стакан калориметра и, помешивая мешалкой, непрерывно следить за показаниями термометра. Заметить повышается или понижается температура. Отметить начальную температуру смеси и максимальное значение температуры (t конечная).

Сделайте вывод по результатам и наблюдениям каждого опыта, где укажите тип протекающей реакции – экзотермическая или эндотермическая.

Таблица 9.2.3. Задания к опыту № 3

Реагенты № задания
2н раствор кислоты H2SO4 H2SO4 CH3COOH HNO3 HCl
2н раствор гидроксида NaOH NH4OH КOH КOH NaOH

Наблюдения:

Реакция

Реакция

Вывод:

Общий вывод о проделанной лабораторной работе:

Оценка работы преподавателем:

Преподаватель: ______________ «____» _____________ 20 ___ г.

Лабораторная работа № 10

Тема: Определение эквивалента

и эквивалентной массы металла по водороду

Дата «___»__________ 20 __ г.

Цель работы: практически, опытным путем научиться определять эквивалент и эквивалентную массу металла по объему газа, выделяющегося в ходе реакции. Научиться проводить рациональные расчеты с использованием закона эквивалентов.

Теоретическая часть

Вопросы для подготовки:

1. Моль и мольная (молярная) масса.

2. Понятие эквивалент и эквивалентная масса. Эквивалентные массы водорода и кислорода.

3. Химические эквиваленты элементов, простых и сложных веществ.

4. Расчеты эквивалентов и эквивалентных масс по уравнениям химических реакций.

5. Закон эквивалента и его математическое выражение. Уравнение Клапейрона.

Экспериментальная часть

Опыт №1. Определение эквивалента и эквивалентной массы магния

Приборы и реактивы: металлический магний (стружки), аналитическая бюретка емкостью 25 мл, уравнительная бюретка, барометр, термометр, мензурка емкостью 15 мл, химический стакан емкостью 100 мл, воронка, 10%-ный раствор соляной кислоты, штатив Бунзена, Y-образная трубка, резиновые трубки.

Ход работы:

1. Собрать и зарисовать схематично монтируемый прибор для определения эквивалента металла, который состоит из бюретки — 1, соединенной резиновыми трубками с воронкой и уравнительной бюреткой – 2 и Y-образной пробиркой – 3,металлический зажим — 4. Укрепить прибор в штативе Бунзена — 5. Зарисовать прибор в лабораторном журнале.

2. Открыть зажим – 4 и через воронку и уравнительную бюретку – 2 налить в прибор столько дистиллированной воды, чтобы ее уровень в аналитической бюретке — 1 был на нулевом делении. Закройте зажим и проверьте прибор на герметичность. Уровень воды в бюретках должен быть постоянным.

3. Получить у лаборанта навеску металлического магния mMg= 0,04 г.

4. В одно колено Y-образной пробирки внести через сухую воронку магний, а в другое 12 мл 10%-ного раствора соляной кислоты HCl. Закройте Y-образную пробирку пробкой и соедините резиновой трубкой с бюреткой — 1.

Как сделать генератор льда своими руками

Портативный, низковольтный генератор льда довольно несложно собрать своими руками даже начинающему самодельщику. Данная установка содержит минимум деталей и имеет мощность около 150 Вт. Конструкция крайне проста и не требует настройки. Ее производительности вполне достаточно, чтобы за пару десятков минут получить небольшое количество льда, достаточное, скажем, для приготовления коктейлей.

Понадобится

  • Система охлаждения на элементах Пельтье 144 Вт — http://alii.pub/5vp9tz
  • Блок питания 12 В 300 Вт — http://alii.pub/5vp9yg

Изготовление генератора льда своими руками

Сам генератор холода покупной, готовый, но никто не мешает его собрать самому. Система состоит из двух одинаковых модулей, которые в свою очередь состоят из двух радиаторов разных размеров с кулерами, между которыми зажат сам элемент Пельтье. Если вы не знаете что такое элемент Пельтье, то рекомендуем почитать справочный материал в интернете.

Если в двух словах, то это небольшая пластинка с двумя вывода, при подачи напряжения на которую одна сторона начинает греться, а другая охлаждаться.

Корпус будет делаться из пенопласта, для этого предварительно нарезаем стороны будущего корпуса.

Генератор холода мажем с одной стороны горячим клеем.

Приклеиваем к деревянному основанию. В роли которого используется кухонная разделочная доска.

Чтобы плотно собрать корпус, снимаем маленькие радиаторы.

Видны сами элементы Пельтье. При желании можно поменять заводскую термопасту на более качественную. Снизу приклеиваем основание холодильника к деревянной доске.

В стенке делаем прорези под элементы и приклеиваем.

Устанавливаем радиаторы на место.

Собираем корпус холодильника.

Одну крайнюю сторону делаем в виде выдвижной полки как шкафчике.

Все вентиляторы и элементы питаются от 12 В, поэтому все провода, по цвету, соединяем паралельно и подключаем к общему проводу.

Далее подключаем к выходу блока питания.

Сам блок приклеиваем к боковой стенке холодильника.

Все готово к испытанию и работе.

В небольшие емкости наливаем воду.

Далее эти мини формочки ставим на полочку и закрываем холодильник.

Включаем генератор льда в сеть. Примерно через 20 минут вода превратилась в лед.

Как уже и говорилось — конструкция очень проста, поэтому повторить ее очень и очень просто. Мощность генератора льда можно изменить в большую или меньшую сторону по желанию.

Смотрите видео

Как сделать каттеры быстро и дешево

Хочу поделиться с вами методом достаточно простого создания каттеров для полимерной глины и холодного фарфора.

Скажу сразу, что идея не моя. За давностью времени уже не вспомню, кто и на каком моем мастер-классе по лепке реалистичных цветов из холодного фарфора подсказал использовать в работе именно этот материал (лента углозащитная металлизированная). Однако про способ скрепления концов ленты, помню точно, узнала от Печериной Ольги (мастера по холодному фарфору из Омска). Спасибо всем.

Мой вклад не велик. Покажу, как я объединила полученные из разных источников знания, доработала их и получила отличные, прочные каттеры с достаточно тонким режущим краем.

Начнем с материаллов:

— лента углозащитная металлизированная;

— ножницы по металлу;

Что за волшебная лента? Выглядит она так.

Обратная сторона коробки.

Покупала 15 метров. Как видите, на ленте две металлические полосы, приклеены на бумажную основу. В итоге мы получим не 15 метров ленты для каттеров, а все 30.

Далее интересное. Пробовала освободить металл от бумаги способом отрывания, замачивания, отдирания. Держится очень хорошо. Все равно на ленте остаются бумажные ошметки, и только приложив максимум усилий, их можно снять. Но клей подлипает к рукам.

Мое открытие в следующем — я сожгла бумагу, лента абсолютно очистилась, и легко отделилась от подложки. Вероятно, можно просто нагреть клей и бумага отойдет, но клей все же останется на ленте.

Сжигаем бумагу, соблюдая все меры предосторожности, желательно это делать в ванной или над раковиной, где нечему гореть. Или как я — над стеклянной посудой.

Все готово к работе.

Рисуем на листе бумаги шаблон будущего каттера, и начинаем с помощью тонкогубец выгибать нужный нам контур. Далее смотрите фото, все понятно.

Когда, вы дошли до места соединения ленты, вам нужно отрезать ее по прямой. Сделайте так, чтобы срезанный конец упирался в самый первый сгиб ленты, с внутренней стороны. Или соединение ленты может находиться на ровном участке каттера. Работа будет такой же, как и в данном случае.

Затем, нужно сделать на одном из смыкающихся концов металлической ленты косой срез. Это делается для того, чтобы при наложении двух концов ленты друг на друга, не образовывалась лишняя толщина на режущем крае каттера. Т.е., соединившись на верхнем крае, снизу у режущей стороны все равно будет только одна полоска металла, а не две. И каттер будет резать аккуратно и красиво.

Отрезаем небольшой кусочек ленты, сгибаем его пополам, оставляя щель. Это будет «замок» скрепляющий наши две половинки.

Промазываем место склейки, супер-клеем гель. Также добавляем клей в щель нашего «замочка». Соединяем ровно, склеиваемые полоски металла, и на место соединения, сверху от срезанного края надеваем полоску «замочек». Все очень плотно сжимаем тонкогубцами, так, чтобы соединить полоски «намертво». Главное следить за тем, чтобы верхний и нижний край каттера совпали, образовав ровную, режущую поверхность.

Далее на фото видно, что таким способом можно сделать как крупные каттеры, так и очень мелкие. Главное приложить все свое умение и старание.

Как_сделать_калориметр_своими_руками

Калориметр — это устройство, которое может измерять тепло, которое исходит от сжигания элемента. Это может быть способом определения для вас калорийности продуктов (помните, что то, что мы обычно называем калорией, на самом деле является ккал, что означает 1000 калорий). Самый простой калориметр будет использовать небольшое количество воды для измерения количества тепла, выделяемого при приготовлении пищи.

Смонтировать банку содовой. Сделайте четыре отверстия равномерно на банке, используя ножницы. Отверстия должны быть расположены в нескольких сантиметрах от верхней части банки и должны быть правильного размера, чтобы соответствовать распрямленным скрепкам. Представьте их клипы в травес отверстия-де-лос (так что каждый клип PASE по agujeros, мошенника крайность их saliendo аль внешность де-ла-латы), Luego использует их крайние sobresalidos-де-лос-клипсы colgar он может газообразного дель Anillo де Soporte.

Добавьте воду в банку. Рекомендуется использовать около 200 миллилитров воды, которая должна быть комнатной температуры. Если вода не комнатной температуры, подождите несколько минут, чтобы отрегулировать температуру в помещении.

Создайте свой продуктовый стенд. Это будет сделано с третьим выпрямленным зажимом и пробкой. Сложите один конец клипа, чтобы сформировать небольшое кольцо. Прикрепите другой конец к пробке, которая будет держать еду.

Он измеряет температуру воды. Сделайте это в градусах Цельсия, используя термометр.

Весит еду. Для этого предпочтительнее использовать разумный баланс, который может весить несколько граммов пищи. Этот калориметр лучше всего подойдет для небольшого количества пищи (до пяти грамм). Поместите порцию пищи, которую вы взвесили, на держатель зажима и переместите весь держатель под банку содовой.

Включите еду. Поскольку для включения может потребоваться некоторое время, используйте прикуриватель вместо прикуривателя или спички.

Измерьте конечную температуру воды. Вы должны сделать это сразу после того, как еда перестала гореть. Опять же, вы должны измерить температуру в градусах Цельсия, используя термометр.

Измеряет вес сожженной пищи. Используйте баланс снова для этого.

Рассчитайте количество калорий на грамм пищи. Для этого вам нужно умножить изменение температуры воды (конечная температура минус начальная температура) на объем воды (в миллилитрах). Затем разделите это между начальной массой пищи, которая была освещена (начальная масса пищи меньше веса пищи после сжигания). Это даст вам калорий на грамм пищи.

ТЕМА: Изготовление «баночного» калориметра

ЦЕЛЬ: Изготовить калориметр в домашних условиях и проверить его работу.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Пластмассовая бутылка объемом 1 л, полиэтиленовая крышка, металлическая банка (из под консервов), ножницы, плоскогубцы, клей «Момент», горячая вода, чашка, термометр, часы.

ü Перед началом работы необходимо подобрать материалы (бутылку и банку) таким образом, чтобы диаметр бутылки – заготовки для внешнего стакана – был несколько больше диаметра металлической банки – внутреннего стакана.

ü Обработайте острые края металлической банки, загнув их плоскогубцами.

ü Ножницами аккуратно обрежьте пластмассовую бутылку так, чтобы в неё полностью помещалась металлическая банка (внутренний стакан).

ü Из оставшихся обрезков пластмассовой бутылки при помощи ножниц вырежьте подставку для внутреннего стакана. Приклейте её клеем ко дну внешнего стакана.

ü Из тех же обрезков при помощи ножниц вырежьте направляющие и приклейте их с внутренней стороны внешнего стакана. Подставка и направляющие необходимы для того, чтобы уменьшить площадь соприкосновения внутреннего и внешнего стаканов, тем самым уменьшить теплообмен с окружающей средой.

ü Вставьте металлическую банку во внешний пластмассовый стакан.

ü Проделайте в полиэтиленовой крышке (крышке калориметра) отверстие для термометра. Закройте калориметр крышкой. Калориметр готов.

ü Налейте в чашку горячей воды объёмом примерно 150 — 200 мл. При помощи термометра проследите, как изменяется температура воды в чашке в течение времени 30 мин. Для этого через каждые 5 мин измеряйте температуру воды при помощи термометра.

ü Проведите те же измерения, налив такой же объем воды в изготовленный вами калориметр.

Калориметры используются для измерения потенциальной энергии. Одна калория — это количество энергии, необходимое для нагрева 1 мл воды на 1 градус Цельсия. При оценке энергетической ценности продуктов питания используют килокалории, или ккал (1 ккал равна тысяче обычных калорий).

Советы

  • Отверстия должны быть достаточно большими для отвода тепла, но не слишком крупными, чтобы выделившееся тепло успевало нагревать воду.
  • Для эксперимента хорошо подходит такая пища, как орехи, овсяные и кукурузные хлопья, продукты с высоким содержанием сахара. Хлеб и продукты из крупы, как и большинство овощей менее пригодны.

Предупреждения

  • После долгого проведения эксперимента банка может ОЧЕНЬ СИЛЬНО разогреться. Не обожгитесь о нее.
  • Использование огня опасно.

Что вам понадобится

  • Алюминиевая банка (0,5 л)
  • Пищевые продукты
  • Пробковая пластина
  • Скрепка для бумаги
  • Бутылка или ваза для воды
  • Откалиброванный стакан или мензурка
  • Термометр
  • Алюминиевая фольга
  • Нож для разрезания банки
  • Весы

Калория — это единица энергии, которая выделяется при расщеплении пищевых продуктов. Количество калорий определяется пищевой ценностью и химическим составом продукта. Подберите свой рецепт Белки, жиры и углеводы, употреляемые нами, имеют свое…

Каждый год заботливые хозяйки готовят различные варенья, компоты, квашения, чтобы радовать своих домочадцев весь год. Конечно, главным является рецептура того или иного продукта, но не маловажную роль играет правильная обработка банки, в которой…

Порой, приобретая магазинное масло, мы убеждаемся, что оно нуждается в дополнительной стерилизации. Прокипятить его в домашних условиях не так сложно. Все, что для этого требуется – это плита, посуда и полчаса времени. Подберите свой рецепт Вам…

В XIV веке во Франции спирт, полученный путем перегонки вина, называли aqua vitae и считали чудодейственным лекарством, способным продлевать жизнь. Под этим же названием его знали и в Италии. Сам секрет перегонки вина европейцы получили от арабских…

И джоуль, и калория являются единицами измерения количества работы и энергии. Джоуль входит в единую систему измерений СИ, калория является внесистемной единицей. Иногда для расчетов требуется перевести джоули в калории. Инструкция 1Переведите…

По температуре кипения жидкости можно судить о ее чистоте. Содержание примесей или растворенных веществ обычно понижает точку закипания. В лаборатории этот параметр можно определить опытным путем, чтобы предварительно оценить доброкачественность…

Кипение – это процесс парообразования, то есть перехода вещества из жидкого состояния в газообразное состояние. От испарения оно отличается гораздо большей скоростью и бурным протеканием. Любая чистая жидкость кипит при определенной температуре.…

Ватт, W, Вт – в СИ эта единица измерения мощности получила название в честь своего создателя Джеймса Уатта. Ватт как меру мощности приняли в 1889 году, до этого использовали л.с. – лошадиные силы. Не будет лишним знать, каким образом мощность можно…

Для того чтобы перевести единицы температуры из градусов Цельсия в Кельвины, снимите данные с термометра и к полученному показателю в градусах Цельсия прибавьте число 273,15. Вам понадобитсятермометр, измеряющий в широком диапазоне,…

Сначала определите химический состав и агрегатное состояние вещества. Если исследуется газ, измерьте его температуру, объем и давление или поместите в нормальные условия и измерьте только объем. После этого рассчитайте количество молекул и атомов.…

Количество теплоты, необходимое для нагрева тела, зависит от его массы, от изменения его температуры и от так называемой удельной теплоемкости вещества, из которого состоит тело. Инструкция 1Удельной теплоемкостью вещества называется количество…

Керосин представляет собой продукт переработки тяжелых нефтепродуктов, применяемый в быту в качестве топлива. Впоследствии керосин стал применяться и в качестве топлива для ракетных двигателей. В наши дни ходят упорные слухи о том, что помимо…

Если вы любите мастерить что-то своими руками и с интересом следите за прогнозом погоды, пришло время сделать свой термометр. Вам понадобитсяБанкаВода из-под кранаАлкогольМерный стаканПищевые красителиСоломинкаГлинаИнструкция1Чтобы сделать…

Существует несколько способов вырастить плесень, одним из которых является развитие плесени на сене.

Для получения из спор рассады идеально подходит стеклянная банка с закручивающейся крышкой (достаточно объема до 3/4 мл), к примеру,…

На упаковке любого пищевого продукта указана его энергетическая ценность, которая измеряется в калориях или джоулях. Иногда энергетическая ценность указана только в джоулях, и чтобы перевести это число в калории, нужно знать одну простую формулу. …

Вы можете расплющить алюминиевую банку из-под лимонада, воспользовавшись только лишь источником тепла и емкостью с водой. Это отличная визуальная демонстрация определенных научных принципов, включающих давление воздуха и понятие вакуума. Эксперимент…

Что такое калориметр в физике? Определение, использование

В этой статье мы ответим на вопрос: «Что такое калориметр?». Определим общую характеристику данного механизма, его принцип работы и области применения, функциональные возможности и измерительные величины. А также уделим внимание классификации и описанию некоторых конкретных видов.

Введение

Отвечая на вопрос о том, что такое калориметр, в общих чертах его можно охарактеризовать как прибор, посредством которого производится измерение количества тепла, что выделяется или поглощается в ходе протекания физических, химических или биологических процессов.

Ввести новую терминологическую единицу «калориметр» предложили в 1780 году П. Лаплас и А. Лавуазье. Подобное устройство также используется в ядерном разделе физики, изучающем элементарные частицы, а называется оно ионизационным калориметром. Однако функция этого прибора заключается в измерении энергетического потенциала частиц.

Современный механизм

Определение теплоемкости калориметром современного производства позволяет зафиксировать исследуемую величину с точностью от десяти и до одной сотой процента. Диапазон, в котором этот прибор может работать, колеблется от 0,1 до 3500 Кельвинов. Тип устройства калориметров очень разнообразен. Он может определяться характером процесса, который изучают, а также его длительностью. Еще одним важным параметром определения типа механизма является область температур, в которых происходят измерения, а также количество измеряемой величины теплоты.

Определение энергетического эквивалента калориметром может показать субъекту количество тела, что выделяется в ходе сгорания топливного ресурса. Сделать это можно благодаря выражению Q = C∆T, в котором С – показатель теплового (энергетического) эквивалента. Задать параметры определения путем калибровки прибора. Другая величина ∆T – функция известного выходящего сигнала калориметра.

Распределение по типам

Нельзя ответить на вопрос о том, что такое калориметр, не ознакомившись с его типами.

Одним из наиболее распространенных представителей таких аппаратов является калориметр-интегратор. Он предназначается для определения общей суммы количества тепла Q, которое выделяется в начале реакции и ее конце.

Еще одним широко известным калориметром является прибор для измерения мощности тепла, то есть скорости, с которой выделяется тепло – L. А также они могут делиться по конструкции механизма и измерительной методологии, подходу. Еще выделяют калориметры жидкостного и массивного типа. Также встречаются одинарные и дифференциальные устройства.

Измерение теплоты

Что такое калориметр в физике? Определение гласит, что это прибор для измерения количества выделяемой теплоты. При этом теплоту, выделяемую в процессе химической реакции, можно узнать только благодаря жидкостному калориметру-интегратору.

Конструкция представлена в виде сосуда, наполненного жидкостью (как правило, водой). В нем располагают камеру для проведения эксперимента («калориметрическую бомбу»), мешалку, термометр и прибор для нагревания.

Измерения калориметрических систем

Внесение корректив в естественный ход выделения тепла системы можно обнаружить при изменении какого-либо из ее состояний. Они же, в свою очередь, определяются с помощью анализа величины теплоты, которая вводится в устройство. Определение постоянной калориметра происходит до начала проведения измерительных работ и сравнивается с заданной и откорректированной величиной. Приборы подвергаются градуировке, благодаря которой определяется коэффициент. Его необходимо перемножить с измеренным термометром изменением температуры прибора.

Наличие побочных эффектов

По факту калориметрические данные показывают непосредственно только суммарное число теплот, что исследуются в процессе. Еще можно узнать на наличии побочного процесса (или процессов), который мог вызвать явление перемешивания, испарения жидкости, а также разбивания ампулы с веществами и т. п. Определение константы калориметра позволяет человеку получить доступ к сравнению показателей изменений на фоне чего-либо. Именно с его помощью происходит анализ информации.

Теплота побочного ряда процессов определяться должна при помощи опыта или расчета, исключающегося из результатов исследований. Примером побочного явления может послужить неизбежный теплообмен между калориметром и окружающим пространством и материей.

Изотермические наблюдения

Существует калориметр-интегратор изотермического типа, позволяющий вводить изменения в агрегатные состояния тел, которые образуют основную часть системы. Примером может послужить таяние массы льда в ледяной камере калориметра Бунзена. Узнать изменение теплоты, которое влияет на агрегатное состояние, но не вызывает перемены температуры, можно, если рассчитать массу вещества и количество теплоты, которое для этого потребовалось бы затратить.

Для определения удельной теплоемкости калориметра необходимо знать, что она является численно равной количеству теплоты, которое затрачивается для нагревания единицы массы материи. Ее единицей является Дж/кг▪К.

Важно помнить, что показатель удельной теплоемкости – это неоднозначная характеристика. Существует зависимость между условиями осуществления теплопередачи и значением работы, которая сопровождает данный процесс.

Массивный тип

Для определения значения энтальпии вещества в условиях температуры до 2500 градусов по Цельсию используют массивные интеграторы. Масса калориметра такого типа может варьироваться в зависимости от величины веса измеряемого вещества, так как конструкция состоит из металлов. Фактически это блок с некоторым количеством выемок для сосудов. В них протекают реакции, предназначенные для нагревательного прибора и/или термометра. Произведение значения тепла, измеренного калориметром, и разности температурных подъемов в блоке показывает нам энтальпию веществ(а).

Поток

Можно определить показатель теплоемкости какого-либо газа или жидкости с помощью проточного лабиринтного калориметра. Он фиксирует разность температуры, которая входит и выходит из стационарных потоков исследуемого вещества. Также он определяет мощность такого потока и силу теплоты, которая выделяется электрообогревателем, в джоулях.

Средство для измерения мощности

Отвечая на вопрос о том, что такое калориметр, важно будет упомянуть о предназначении этого прибора для определения мощности. Такой аппарат, в отличие от интегратора, должен быть наделен значительной способностью к теплообмену. Это необходимо для того, чтобы он смог удалять то количество теплоты, которое в него вводят. Из этого следует, что состояние калориметра находится в мгновенном измерении.

Тепловую величину мощи процесса находят посредством использования калориметров с оболочкой. Изобретение было сделано ученым-физиком из Франции, Э. Кальве. Изначально механизм был представлен в виде металлического блока, оснащенного каналами. На них разложили специальные цилиндрические ячейки, предназначенные для проведения исследуемого процесса. Металл, который используют в конструкции камеры, является оболочкой. Ее температуру следует держать на постоянной отметке с точностью до пяти-шести Кельвинов.

Измерение разности между температурой ячейки и блока происходит при помощи термобатареи, имеющей до тысячи спаек. Показатели ее ЭДС и теплообмена ячейки являются величинами, пропорциональными малому различию в температуре, возникшей между такими компонентами, как блок и ячейка. При этом в самой ячейке должна выделяться или поглощаться теплота. Очень часто в подобных блоках располагают пару ячеек, которые будут работать дифференциально.

Название и классификация

Обычными названиями для калориметров являются:

  • для химических реакций;
  • бомбовый;
  • изотермического типа;
  • низкотемпературного типа;
  • ледяного типа.

Все они имеют данные об историческом происхождении. Своим названием они, как правило, обязаны, области, в которой их будут использовать. Однако эти наименования не относятся к сравнительной или полной характеристике.

Общий вид классификации калориметров строится, используя в качестве основы, рассмотрение одной из трех главных величин, по отдельности или вместе. Именно подход к анализу показателей определяет методику измерений температуры, которой обладает:

  • калориметрическая система Тс;
  • оболочка То;
  • количество выделившейся теплоты L в течение единицы времени (тепловая мощность).

Калориметры, с постоянным значением Тс и То, относятся к изотермическому типу, а приборы, в которых Тс=То, называют адиабатическими. Если устройство работает в условиях с постоянной разностью между температурами, то его называют калориметром с постоянным течением теплообмена. Изопериболический механизм обладает постоянной То, а Тс – это тепловая функция мощности L.

Окончательные результаты

Существует ряд факторов, способных повлиять на конечный результат измерений. Одним из них является наличие внесения изменений, влияющее на их окончательный результат. Оно обусловлено надежностью работы автоматического набора регуляторов температуры изотермической или адиабатической оболочки. В последней из них температурная величина определяется ее близостью к изменяющимся условиям всей калориметрической системы. Такая конструкция обладает легкостью металлической ширмы и снабжена прибором для нагревания, который уменьшает протекание и значение теплообмена до определенного уровня, при котором температура калориметра будет изменяться лишь на десятичные части градуса в минуту. Это может позволить снизить теплообмен, протекающий в течение калориметрического эксперимента, до предельно низких значений, которыми можно пренебречь.

Рассматриваемые в статье приборы играют огромную роль в жизни человека и являются одним из очень значимых достижений науки. Главная функция калориметра заключена в исследовании данных изменения температуры и определении наличия дефектов в процессе теплообмена. Существует различные способы классификации данных приборов, связанные с конкретными параметрами, резко различающимися между собой. Материалом для изготовления могут служить самые разнообразные металлы, например, есть медные калориметры, свинцовые, стальные и другие. Кроме чистых веществ, также могут использоваться и сплавы.

Оцените статью