Калориметр
Калориметр (от латинского calor - тепло и...метр) - прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся при различных физических, химических, биологических или промышленных процессах. Используется, например, для определения теплоты сгорания топлива. Количество теплоты чаще всего определяется по изменению температуры какой-либо жидкости известной массы, в которую опускают образец.
Типы калориметров
Калориметр, предназначенный для измерения суммарного количества теплоты Q, выделяющейся в процессе от его начала до завершения, называют калориметр-интегратором; Калориметр для измерения тепловой мощности (скорости тепловыделения) L и её изменения на разных стадиях процесса — измерителем мощности или калориметр-осциллографом. По конструкции калориметрической системы и методу измерения различают жидкостные и массивные калориметры, одинарные и двойные (дифференциальные).
Принцип действия
Этот прибор состоит из двух сосудов, как показано на рисунке; принцип его действия следующий:
- В меньший из сосудов помещается некоторое количество исследуемого горючего и воздух для горения.
- Этот сосуд герметически закрывается и вводится в больший сосуд с водой, объем и температура которой известны.
- При помощи специального приспособления горючее воспламеняется, выделяется определенное количество тепла, которое через металлические стенки меньшего сосуда передается воде.
- Температура воды возрастает.
- Зная разницу температур и объем воды, вычисляют количество тепла (ккал), выделенное данным объемом горючего (вспомните определение «ккал»).
- Используя эту величину, вычисляют, какое количество тепла выделилось бы, если бы сгорел 1 кг твердого или жидкого топлива, или же 1 м3 газообразного горючего.
Калориметрические измерения
Изменение состояния (например, температуры) калориметрической системы позволяет измерить количество теплоты, введённое в калориметр. Нагрев калориметрической системы фиксируется термометром. Перед проведением измерений калориметр градуируют — определяют изменение температуры калориметрической системы при сообщении ей известного количества теплоты (нагревателем калориметра или в результате проведения в камере химической реакции с известным количеством стандартного вещества). В результате градуировки получают тепловое значение калориметра, то есть коэффициент, на который следует умножить измеренное термометром изменение температуры калориметра для определения количества введённой в него теплоты. Тепловое значение такого калориметра представляет собой теплоёмкость (с) калориметрической системы. Определение неизвестной теплоты сгорания или другой химической реакции Q сводится к измерению изменения температуры Δt калориметрической системы, вызванного исследуемым процессом: Q=cΔt. Обычно значение Q относят к массе вещества, находящегося в камере калориметра.
