JP2574802B2 - Specific heat measurement device - Google Patents

Specific heat measurement device

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JP2574802B2
JP2574802B2 JP18303587A JP18303587A JP2574802B2 JP 2574802 B2 JP2574802 B2 JP 2574802B2 JP 18303587 A JP18303587 A JP 18303587A JP 18303587 A JP18303587 A JP 18303587A JP 2574802 B2 JP2574802 B2 JP 2574802B2
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昌久 熊谷
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幸雄 増田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、比熱測定装置に関し、さらに言えば、質量
が既知である固体試料の比熱を断熱容器を使用して測定
する比熱測定装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a specific heat measurement device, and more particularly, to a specific heat measurement device for measuring the specific heat of a solid sample having a known mass using an insulated container. It is.

[従来の技術] セラミック材料などの固体物質の比熱を測定する場
合、従来は、例えば次のようにして行っていた。まず、
内部に水を収容した断面容器と、比熱を測定しようとす
る物質(以下、被測定物質という)の試料とを用意す
る。次に、その試料を所定温度に加熱した後、前記水に
投入して撹拌する。水中でその試料は水との間で熱交換
を行い、やがて熱平衡に達するので、その時の温度(熱
平衡温度)を測定する。加熱された前記試料の温度(加
熱温度)と前記平衡温度との差より、前記試料の放出す
る熱量すなわち熱容量の値を知ることができる。そこ
で、その熱容量値と、予め測定しておいた前記試料の質
量値から、その試料の比熱が算出される。その際の熱容
量測定には、例えば水熱量形が使用される。
[Prior Art] When measuring the specific heat of a solid substance such as a ceramic material, conventionally, for example, it has been performed as follows. First,
A cross-sectional container containing water therein and a sample of a substance whose specific heat is to be measured (hereinafter, referred to as a substance to be measured) are prepared. Next, after heating the sample to a predetermined temperature, it is poured into the water and stirred. In water, the sample exchanges heat with water and eventually reaches thermal equilibrium, so the temperature at that time (thermal equilibrium temperature) is measured. From the difference between the heated temperature of the sample (heating temperature) and the equilibrium temperature, the amount of heat released from the sample, that is, the value of the heat capacity can be known. Then, the specific heat of the sample is calculated from the heat capacity value and the previously measured mass value of the sample. For the measurement of the heat capacity at that time, for example, a water calorimeter is used.

[解決すべき問題点] しかし、この従来の方法では、熱平衡に達するまでの
撹拌作業に多大の労力と長い時間が必要であると共に、
正確な値を算出するための補正作業に手間どるという問
題点がある。
[Problems to be Solved] However, in this conventional method, a great deal of labor and a long time are required for the stirring operation until the thermal equilibrium is reached.
There is a problem that the correction work for calculating the accurate value is troublesome.

また、水と反応する物質や水に浸けると形状が崩れる
物質については比熱を測定できないと共に、加熱後の温
度が100℃を越えないようにしなければならないという
問題点もある。
In addition, specific heat cannot be measured for a substance that reacts with water or a substance that loses its shape when immersed in water, and there is also a problem that the temperature after heating must not exceed 100 ° C.

そこで、本発明の目的は、従来のような撹拌作業を行
わなくても固体試料の熱平衡を達成できると共に、水と
の接触によって影響を受ける物質についても比熱測定が
可能である比熱測定方法および比熱測定装置を提供する
ことにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a specific heat measurement method and a specific heat measurement method capable of achieving a thermal equilibrium of a solid sample without performing a conventional stirring operation, and capable of measuring a specific heat of a substance affected by contact with water. It is to provide a measuring device.

本発明の他の目的は、100℃を越える温度まで物質を
加熱することが可能である比熱測定装置を提供すること
にある。
It is another object of the present invention to provide a specific heat measurement device capable of heating a substance to a temperature exceeding 100 ° C.

本発明の他の目的は、比熱測定作業に要する労力を軽
減できると共に、測定誤差の発生も抑制できる比熱測定
装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a specific heat measuring device capable of reducing the labor required for the specific heat measuring operation and suppressing the occurrence of a measurement error.

[問題点の解決手段] 本発明の比熱測定装置は、質量m12が既知である固体
試料の比熱c1Xを測定する比熱測定装置であって、
(a)熱容量がKである断熱容器と、(b)前記断熱容
器内において前記試料に接触せしめられる第1測定探子
と、(c)前記断熱容器内において、比熱c01および質
量m01が既知である固体基準物質に接触せしめられる第
2測定探子と、(d)前記第1測定探子を介して前記試
料の温度を測定すると共に、前記第2測定探子を介して
前記基準物質の温度を測定する温度測定手段と、(e)
前記第2測定探子を前記温度測定手段または加熱用電源
に選択的に接続可能とする切換スイッチとを備え、前記
断熱容器の内部に配置された前記試料が熱的に安定した
時の温度t12を前記第1測定探子および前記温度測定手
段を用いて測定し、他方、前記切換スイッチにより前記
第2測定探子を前記加熱用電源に接続してその電源によ
り前記基準物質を前記断熱容器の外部で加熱した後、そ
の基準物質を前記断熱容器の内部に収容して前記試料に
接触させ、そして、前記切換スイッチにより前記温度測
定手段に接続した前記第2測定探子およびその温度測定
手段を用いて接触開始時の前記基準物質の温度t11を測
定し、さらに、接触状態にある前記基準物質と前記試料
とが熱平衡に達した時の温度θを前記第1測定探子、
前記第2測定探子および前記温度測定手段を用いて測定
し、こうして得られたt12、t11およびθの測定値を用
いて次の関係式 より前記試料の比熱c1Xを算出するようにしたことを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems] The specific heat measurement device of the present invention is a specific heat measurement device that measures the specific heat c 1X of a solid sample whose mass m 12 is known,
(A) a heat insulating container having a heat capacity of K; (b) a first measurement probe contacted with the sample in the heat insulating container; and (c) a specific heat c 01 and a mass m 01 in the heat insulating container. And (d) measuring the temperature of the sample via the first measurement probe and measuring the temperature of the reference material via the second measurement probe. (E)
A changeover switch for selectively connecting the second measuring probe to the temperature measuring means or the heating power supply, and a temperature t 12 when the sample disposed inside the heat insulating container is thermally stabilized. Is measured using the first measuring probe and the temperature measuring means, while the second measuring probe is connected to the heating power supply by the changeover switch, and the power supply is used to transfer the reference substance outside the heat insulating container. After heating, the reference substance is accommodated inside the heat insulating container and brought into contact with the sample, and then contacted using the second measurement probe connected to the temperature measurement means by the changeover switch and the temperature measurement means. the temperature t 11 of the reference material at the start was measured, further, the temperature theta 1 when the reference material in contact with the sample has reached a thermal equilibrium first measurement Saguko,
The following relational expression is obtained by using the second measurement probe and the temperature measurement means, and using the measured values of t 12 , t 11 and θ 1 thus obtained. It is further characterized in that the specific heat c 1X of the sample is calculated.

本発明の比熱測定装置では、前記第2測定探子が、前
記基準物質に接触する抵抗体と、その低抗体を前記温度
測定手段に接続する導線とを備えており、前記第1測定
探子が、前記試料に接触する熱接点と、その熱接点を前
記温度測定手段に接続する熱電対線とを備えているのが
好ましい。
In the specific heat measurement device of the present invention, the second measurement probe includes a resistor that contacts the reference substance, and a conductor that connects the low antibody to the temperature measurement unit, and the first measurement probe includes: It is preferable that the apparatus further comprises a thermal contact that contacts the sample, and a thermocouple wire that connects the thermal contact to the temperature measuring means.

前記基準物質が二つの半体から構成され、前記第2測
定探子の抵抗体がそれら半体の間に接触・挟持されてい
るか、あるいは、前記第2測定探子の抵抗体が前記基準
物質の内部に埋設されているのが好ましい。
The reference material is composed of two halves, and the resistor of the second measurement probe is in contact with and sandwiched between the halves, or the resistor of the second measurement probe is inside the reference material. It is preferably buried in.

前記第2測定探子は、複数個設けられていてもよい。 A plurality of the second measurement probes may be provided.

[作用] 本発明の比熱測定装置では、断熱容器の内部におい
て、固体試料と固体基準物質とを接触させてそれらを熱
平衡させ、接触開始時から熱平衡時までの間に基準物質
と試料の間で移動した熱量を求めることにより、試料の
比熱を測定する。
[Operation] In the specific heat measurement device of the present invention, the solid sample and the solid reference material are brought into contact with each other in the heat insulating container to thermally equilibrate them, and between the start of contact and the time of thermal equilibrium, the reference material and the sample are The specific heat of the sample is measured by determining the amount of heat transferred.

固体試料が接触せしめられる基準物質が塗体であるた
め、従来のように撹拌作業を行わなくても熱平衡を達成
できる。これは、比熱測定作業に要する労力の軽減につ
ながる。
Since the reference material with which the solid sample is brought into contact is the coated body, thermal equilibrium can be achieved without performing a stirring operation as in the related art. This leads to a reduction in the labor required for the specific heat measurement operation.

また、水との接触によって影響を受ける物質について
も、比熱の測定が可能であると共に、100℃を越える温
度まで物質を加熱することも可能である。
In addition, it is possible to measure the specific heat of a substance which is affected by contact with water, and to heat the substance to a temperature exceeding 100 ° C.

さらに、基準物質と試料の接触開始からそれらの熱平
衡に達するまでの間に、撹拌作業と断熱容器の内部観察
が不要であるため、断熱を十分に保つことができ、測定
誤差の発生を抑制することができる。
In addition, since there is no need for agitation work and internal observation of the heat insulation container between the start of contact between the reference material and the sample until the thermal equilibrium is reached, sufficient heat insulation can be maintained and measurement errors are suppressed. be able to.

[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら具体
的に説明する。
Examples Examples of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

(第1実施例) 第1図(a)および第1図(b)は、本発明の比熱測
定装置の第1実施例を示す断面図である。
First Embodiment FIGS. 1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views showing a first embodiment of the specific heat measuring device of the present invention.

第1実施例の比熱測定装置10は、適宜の断熱材料によ
って形成された断熱容器20と、断熱容器20の内部で固体
基準物質22の温度を測定するのに使用される基準測定探
子(第2測定探子)21と、断熱容器20の内部で比熱未知
の固体試料(以下、「被測定試料」という)25または比
熱既知の固体試料(以下、「標準試料」という)23の温
度を測定するのに使用される試料測定探子(第1測定探
子)24と、基準測定探子21および試料測定探子24がそれ
ぞれ電気的に接続された温度測定器30とを有している。
The specific heat measuring apparatus 10 of the first embodiment includes a heat insulating container 20 formed of an appropriate heat insulating material, and a reference measuring probe (second second measuring probe) used for measuring the temperature of the solid reference substance 22 inside the heat insulating container 20. Measuring the temperature of a solid sample of unknown specific heat (hereinafter, referred to as “sample to be measured”) 25 or a solid sample of known specific heat (hereinafter, referred to as “standard sample”) 23 inside the heat insulating container 20. And a temperature measuring device 30 to which the reference measuring probe 21 and the sample measuring probe 24 are electrically connected, respectively.

基準測定探子21は、切換スイッチ31によって、温度測
定器30または加熱用電源32に選択的に接続できるように
達成されている。固体基準物質22の温度を測定する場合
には、基準測定探子21は温度測定器30に接続され、固体
基準装置22を加熱する場合には、加熱用電源32に接続さ
れる。
The reference measurement probe 21 is configured to be selectively connected to the temperature measuring device 30 or the heating power supply 32 by the changeover switch 31. When measuring the temperature of the solid reference material 22, the reference measurement probe 21 is connected to a temperature measuring device 30, and when heating the solid reference device 22, it is connected to a heating power supply 32.

基準測定探子21は、第3図に明瞭に示すように、基準
物質22に接触せしめられた抵抗線(たとえば白金線)21
aと、その抵抗線21aの両端に一端がそれぞれ接続された
2本の導線21b、21cとを備えている。導線21b、21cの他
端には、切換スイッチ31の対応する端子にそれぞれ接続
されている。温度測定時には、抵抗線21aで検知した熱
データは導線21b、21cと切換スイッチ31を介して温度測
定器30に伝達され、それに基づいて基準物質22の温度値
が算出される。加熱時には、切換スイッチ31と導線21
b、21cを介して電源32から抵抗線21aに適宜電圧が印加
され、それによって基準物質22が加熱される。
As shown clearly in FIG. 3, the reference measurement probe 21 includes a resistance wire (for example, platinum wire) 21 brought into contact with the reference material 22.
a, and two conductive wires 21b and 21c each having one end connected to both ends of the resistance wire 21a. The other ends of the conductors 21b and 21c are connected to corresponding terminals of the changeover switch 31, respectively. At the time of temperature measurement, heat data detected by the resistance wire 21a is transmitted to the temperature measuring device 30 via the conductors 21b and 21c and the changeover switch 31, and the temperature value of the reference substance 22 is calculated based on the data. During heating, the changeover switch 31 and the conductor 21
Appropriate voltage is applied to the resistance wire 21a from the power supply 32 via b and 21c, whereby the reference substance 22 is heated.

試料測定探子24は、熱接点24aと、2本の熱電対線24
b、24cとを備えており、熱電対を構成している。熱接点
24aは、測定時に被測定試料25または標準試料23に接触
せしめられる。熱電対線24b、24cの一端は熱接点24aに
それぞれ接続され、他端は温度測定器30に対応する端子
にそれぞれ接続されている。熱接点24aで検知した熱デ
ータは、熱電対線24b、24cによって温度測定器30に伝達
され、それに基づいて被測定試料25または標準試料23の
温度値が算出される。
The sample measurement probe 24 includes a hot junction 24a and two thermocouple wires 24.
b and 24c to form a thermocouple. Hot junction
24a is brought into contact with the measured sample 25 or the standard sample 23 at the time of measurement. One end of each of the thermocouple wires 24b and 24c is connected to the thermal contact 24a, and the other end is connected to a terminal corresponding to the temperature measuring device 30. The heat data detected at the hot junction 24a is transmitted to the temperature measuring device 30 through the thermocouple wires 24b and 24c, and the temperature value of the sample 25 or the standard sample 23 is calculated based on the data.

被測定試料25は、質量m12は既知であるが、比熱c1X
未知の物質(たとえば、セラミックス)の一片より形成
される。
DUT 25, the mass m 12 is known, the specific heat c 1X is formed from a piece of unknown substances (e.g., ceramic).

標準試料23は、比熱c02および質量m02がいずれも既知
の適宜の物質(たとえば、石英ガラスあるいは金属)の
一片より形成される。標準試料23は、断熱容器20の熱容
量Kを求めるために使用される。
Standard sample 23, both the specific heat c 02 and the mass m 02 is a known suitable material (e.g., quartz glass or metal) is formed from a piece of. The standard sample 23 is used to determine the heat capacity K of the heat insulating container 20.

基準物質22は、比熱c01および質量m01がいずれも既知
の適宜の物質であり、たとえば銅あるいは銀などの良熱
伝導体が使用される。基準物質22は、被測定試料の比熱
c1Xおよび断熱容器20の熱容量Kを求める際の基準とし
て使用される。
The reference substance 22 is an appropriate substance whose specific heat c01 and mass m01 are both known, and for example, a good heat conductor such as copper or silver is used. Reference substance 22 is the specific heat of the sample to be measured.
c Used as a reference when calculating the heat capacity K of 1X and the heat insulating container 20.

次に、以上の構成を持つ比熱測定装置10を使用して、
被測定試料25の未知の比熱ck1Xを測定する方法について
説明する。この方法では、まず最初に、基準物質22と標
準試料23を用いて断熱容器20の熱容量Kを求め、その
後、基準物質22と被測定試料25を用いて同様の測定を行
って、被測定試料25の比熱c1Xを算出する。
Next, using the specific heat measurement device 10 having the above configuration,
A method for measuring the unknown specific heat ck 1X of the sample 25 to be measured will be described. In this method, first, the heat capacity K of the heat insulating container 20 is determined using the reference substance 22 and the standard sample 23, and then the same measurement is performed using the reference substance 22 and the sample 25 to be measured. Calculate the specific heat c1X of 25.

なお、断熱容器20の熱容量Kが予め判明している場合
は、熱容量Kの測定作業は不要である。また、この第1
実施例では、基準物質22、標準試料23、被測定試料25の
形状と大きさをいずれも同じにしてある。
When the heat capacity K of the heat insulating container 20 is known in advance, the operation of measuring the heat capacity K is unnecessary. In addition, this first
In the embodiment, the shape and size of the reference substance 22, the standard sample 23, and the measured sample 25 are all the same.

断熱容器20の熱容量Kを求める際には、まず、標準試
料23のみを断熱容器20の内部に配置する。次に、断熱容
器20の内部において、その標準試料23に試料測定探子24
の熱接点24aを接触せしめ、その温度変化を温度測定器3
0によって記録しながら、標準試料23が熱的に安定する
のを待つ。換言すれば、断熱容器20の内部において標準
試料23が熱平衡に達し、その温度が時間的に一定になる
のを待つ。そして、熱平衡に達した時に標準試料23の温
度値を、標準試料23の初期温度t02(℃)とする。
When obtaining the heat capacity K of the heat insulating container 20, first, only the standard sample 23 is placed inside the heat insulating container 20. Next, a sample measurement probe 24 is attached to the standard sample 23 inside the heat insulating container 20.
The thermal contact 24a of the
While recording with 0, wait for the standard sample 23 to stabilize thermally. In other words, it waits until the standard sample 23 reaches thermal equilibrium inside the heat insulating container 20 and its temperature becomes constant over time. Then, when the thermal equilibrium is reached, the temperature value of the standard sample 23 is set as the initial temperature t 02 (° C.) of the standard sample 23.

次いで、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
電源32に接続し、断熱容器20の外部において、電源32よ
り抵抗線21aの適宜の電圧を印加して基準物質22を所定
温度まで加熱する。基準物質22の温度がその全体にわた
って均一になったことを確認した後、基準物質22を断熱
容器20の内部に収容する。
Then, the changeover switch 31 is operated to connect the reference measurement probe 21 to the power supply 32, and the appropriate voltage of the resistance wire 21a is applied from the power supply 32 to heat the reference substance 22 to a predetermined temperature outside the heat insulating container 20. . After confirming that the temperature of the reference material 22 has become uniform over the entirety, the reference material 22 is housed inside the heat insulating container 20.

その後、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
温度測定器30に切換・接続し、温度測定器30で基準物質
22の温度を測定・記録できるようにしてから、第1図
(a)に示すように、その基準物質22を標準試料23に対
して接触させる。接触開始時の基準物質22の温度値を、
基準物質22の初期温度t01(℃)とする。
Then, the changeover switch 31 is operated to switch and connect the reference measurement probe 21 to the temperature measurement device 30, and the reference substance is detected by the temperature measurement device 30.
After the temperature of 22 can be measured and recorded, the reference substance 22 is brought into contact with a standard sample 23 as shown in FIG. The temperature value of the reference material 22 at the start of contact is
The initial temperature of the reference substance 22 is t 01 (° C.).

そして、基準物質22と標準試料23の接触状態における
温度変化を、温度測定器30によって測定・記録しなが
ら、基準物質22と標準試料23とが熱平衡に達するのを持
つ。温度測定器30で記録した温度データより、基準物質
22と標準試料23が熱平衡に達した時の温度θ(℃)を
判読する。
Then, while the temperature change in the contact state between the reference substance 22 and the standard sample 23 is measured and recorded by the temperature measuring device 30, the reference substance 22 and the standard sample 23 reach thermal equilibrium. From the temperature data recorded by the temperature measuring device 30, the reference substance
The temperature θ 0 (° C.) when the thermal equilibrium between the reference sample 22 and the reference sample 23 is reached is read.

熱力学の法則より、熱平衡状態においては基準物質22
と標準試料23の間に m01c01(t01−θ)=(m02c02+K)(θ−t02) の関係式が成立する。基準物質22の比熱c01および質量m
01と標準試料23の比熱c02および質量m02が既知であり、
温度測定器30で記録した温度データより、基準物質22の
初期温度t01、標準試料23の初期温度t02および熱平均温
度θが既知であるから、断熱容器20の熱容量Kは次の
式から算出できる。
According to the law of thermodynamics, the reference substance 22
A relational expression of m 01 c 01 (t 01 −θ 0 ) = (m 02 c 02 + K) (θ 0 −t 02 ) is established between the reference sample 23 and the standard sample 23. Specific heat c 01 and mass m of reference substance 22
The specific heat c 02 and the mass m 02 of 01 and the standard sample 23 are known,
Since the initial temperature t 01 of the reference substance 22, the initial temperature t 02 of the standard sample 23, and the heat average temperature θ 0 are known from the temperature data recorded by the temperature measuring device 30, the heat capacity K of the heat insulating container 20 is given by the following equation. Can be calculated from

次に、被測定試料25の比熱c1Xを測定する方法につい
て説明する。前述したように、被測定試料25はセラミッ
ク材料などの所望の物質であり、その質量m12は既知で
ある。
Next, a method for measuring the specific heat c 1X of the sample 25 to be measured will be described. As described above, the measurement sample 25 is the desired substance, such as a ceramic material, its mass m 12 is known.

まず、断熱容器20の内部に配置されている基準物質22
および標準試料23を、基準測定探子21および試料測定探
子24と共に取り出す。その後、被測定試料25のみを断熱
容器20の内部に配置する。
First, the reference substance 22 placed inside the heat insulating container 20
Then, the standard sample 23 is taken out together with the reference measurement probe 21 and the sample measurement probe 24. Thereafter, only the sample 25 to be measured is placed inside the heat insulating container 20.

次に、断熱容器20の内部において、その被測定試料25
に試料測定探子24の熱接点24aを接触せしめ、その温度
変化を温度測定器30によって記録しながら、標準試料23
が熱的に安定するのを待つ。換言すれば、断熱容器20の
内部において被測定試料25が熱平衡に達し、その温度が
時間的に一定になるのを待つ。そして、熱平衡に達した
時の被測定試料25の温度値を、被測定試料25の初期温度
t12(℃)とする。
Next, the sample 25 to be measured is
The thermal contact 24a of the sample measurement probe 24 is brought into contact with the
Wait for it to settle thermally. In other words, it waits for the sample 25 to be measured to reach the thermal equilibrium inside the heat insulating container 20 and for the temperature to become constant over time. Then, the temperature value of the sample 25 to be measured when the thermal equilibrium is reached is calculated as the initial temperature of the sample 25 to be measured.
t 12 (° C).

次いで、上記した断熱容器20の熱容量Kを求める場合
と同様に、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
電源32に切換・接続し、断熱容器20の外部において、電
源32より抵抗線21aに適宜の電圧を印加して基準物質22
を所定温度まで加熱する。基準物質22の温度がその全体
にわたって均一になったことを確認した後、基準物質22
を断熱容器20の内部に収容する。この基準物質22は、断
熱容器20の熱容量Kを求める場合に用いたと同じもので
ある。
Next, in the same manner as in the case where the heat capacity K of the heat insulating container 20 is obtained, the changeover switch 31 is operated to switch and connect the reference measurement probe 21 to the power source 32. Apply an appropriate voltage to the reference substance 22
Is heated to a predetermined temperature. After confirming that the temperature of the reference material 22 has become uniform over the entirety,
Is housed inside the heat insulating container 20. This reference substance 22 is the same as that used for obtaining the heat capacity K of the heat insulating container 20.

その後、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
温度測定器30に切換・接続し、温度測定器30で基準物質
22の温度測定・記録できるようにしてから、第1図
(b)に示すように、その基準物質22を被測定試料25に
対して接触させる。接触開始時の基準物質22の温度値
を、基準物質22の初期温度t11(℃)とする。
Then, the changeover switch 31 is operated to switch and connect the reference measurement probe 21 to the temperature measurement device 30, and the reference substance is detected by the temperature measurement device 30.
After the temperature of 22 can be measured and recorded, the reference substance 22 is brought into contact with the sample 25 to be measured, as shown in FIG. The temperature value of the reference substance 22 at the start of the contact is defined as the initial temperature t 11 (° C.) of the reference substance 22.

そして、基準物質22と被測定試料25の接触状態におけ
る温度変化を、温度測定器30によって測定・記録しなが
ら、基準物質22の被測定試料25とが熱平衡に達するのを
待つ。温度測定器30で記録した温度データより、基準物
質22と被測定試料25が熱平衡に達した時の温度θ
(℃)を判読する。
Then, while measuring and recording the temperature change in the contact state between the reference substance 22 and the sample 25 to be measured by the temperature measuring device 30, it waits until the sample 25 of the reference substance 22 reaches thermal equilibrium. From the temperature data recorded by the temperature measuring device 30, the temperature θ when the reference substance 22 and the sample 25 reach thermal equilibrium.
1 Read (° C).

熱力学の法則より、熱平衡状態においては基準物質22
と被測定試料25の間に m01c01(t11−θ)=(m12c1X+K)(θ−t12) の関係式が成立する。基準物質22の比熱c01および質量m
01と被測定試料25の質量m12が既知であり、温度測定器3
0で記録した温度データより、基準物質22の初期温度
t11、被測定試料25の初期温度t12および熱平衡温度θ
が既知であるから、被測定試料25の比熱c01は次の式か
ら算出できる。
According to the law of thermodynamics, the reference substance 22
A relational expression of m 01 c 01 (t 11 −θ 1 ) = (m 12 c 1X + K) (θ 1 −t 12 ) is established between the sample and the sample 25 to be measured. Specific heat c 01 and mass m of reference substance 22
01 and the mass m 12 of the sample 25 to be measured are known, and the temperature
From the temperature data recorded at 0, the initial temperature of reference material 22
t 11 , initial temperature t 12 of the sample 25 to be measured and thermal equilibrium temperature θ 1
Since it is known, the specific heat c 01 of DUT 25 can be calculated from the following equation.

(第2実施例) 第2図(a)と第2図(b)は、本発明の比熱測定装
置の第2実施例を示す断面図である。
Second Embodiment FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing a second embodiment of the specific heat measuring device of the present invention.

第2実施例の比熱測定装置は、第1実施例において、
二つの基準物質を使用するようにしたものである。二つ
の基準物質は、異なる材料であってもよいし同一の材料
であってもよい。
The specific heat measuring apparatus of the second embodiment is different from the first embodiment in that
Two reference substances are used. The two reference substances may be different materials or the same material.

第2実施例の比熱測定装置10は、適宜の断熱材料によ
って形成された断熱容器20と、断熱容器20の内部で基準
物質22の温度を測定するのに使用される基準測定探子21
と、断熱容記20の内部で比測定試料25または標準試料23
の温度を測定するのに使用される試料測定探子24と、断
熱容器20の内部で他の基準物質27の温度を測定するのに
使用される基準測定探子26と、基準測定探子21および24
と試料測定探子24とがそれぞれ電気的に接続された温度
測定器30とを有している。
The specific heat measuring apparatus 10 of the second embodiment includes an insulating container 20 formed of an appropriate insulating material, and a reference measuring probe 21 used for measuring the temperature of the reference substance 22 inside the insulating container 20.
And the ratio measurement sample 25 or the standard sample 23 inside the insulation container 20
A sample measurement probe 24 used to measure the temperature of the sample, a reference measurement probe 26 used to measure the temperature of another reference material 27 inside the insulated container 20, and reference measurement probes 21 and 24.
And a sample measuring probe 24 each having a temperature measuring device 30 electrically connected thereto.

基準測定探子21は、切換スイッチ31によって、温度測
定器30または加熱用電源32に選択的に接続できるように
構成されている。固体基準物質22の温度を測定する場合
には、基準測定探子21は温度測定器30に接続され、固体
基準物質22を加熱する場合には、加熱用電源32に接続さ
れる。
The reference measurement probe 21 is configured to be selectively connected to the temperature measuring device 30 or the heating power supply 32 by the changeover switch 31. When measuring the temperature of the solid reference material 22, the reference measurement probe 21 is connected to a temperature measuring device 30, and when heating the solid reference material 22, it is connected to a heating power supply 32.

基準測定探子21は、第3図に明瞭に示すように、基準
物質22に接触せしめられた抵抗線(たとえば白金線)21
aと、その抵抗線21aの両端に一端がそれぞれ接続された
2本の導線21b、21cとを備えている。導線21b、21cの他
端は、切換スイッチ31の対応する端子にそれぞれ接続さ
れている。温度測定時には、抵抗線21aで検知した熱デ
ータは導線21b、21cと切換スイッチ31を介して温度測定
器31に伝達され、それに基づいて基準物質22の温度値が
算出される。加熱時には、切換スイッチ31と導線21b、2
1cを介して電源32から抵抗線21aに適宜電圧が印加さ
れ、それによって基準物質22が加熱される。
As shown clearly in FIG. 3, the reference measurement probe 21 includes a resistance wire (for example, platinum wire) 21 brought into contact with the reference material 22.
a, and two conductive wires 21b and 21c each having one end connected to both ends of the resistance wire 21a. The other ends of the conductors 21b and 21c are connected to corresponding terminals of the changeover switch 31, respectively. At the time of temperature measurement, heat data detected by the resistance wire 21a is transmitted to the temperature measuring device 31 via the conductors 21b and 21c and the changeover switch 31, and the temperature value of the reference substance 22 is calculated based on the data. During heating, the changeover switch 31 and the conductors 21b, 2b
Appropriate voltage is applied from the power supply 32 to the resistance wire 21a via 1c, whereby the reference substance 22 is heated.

同様に、基準測定探子26は、切換スイッチ31Aによっ
て、温度測定器30または加熱用電源32Aに選択的に接続
できるように構成されている。固体基準物質27の温度を
測定する場合には、基準測定探子26は温度測定器30に接
続され、固体基準物質27を加熱する場合には、加熱用電
源32Aに接続される。
Similarly, the reference measurement probe 26 is configured to be selectively connected to the temperature measuring device 30 or the heating power supply 32A by the changeover switch 31A. When measuring the temperature of the solid reference material 27, the reference measurement probe 26 is connected to the temperature measuring device 30, and when heating the solid reference material 27, it is connected to the heating power supply 32A.

基準測定探子26は、第3図に明瞭に示すように、基準
物質27に接触せしめられた抵抗線(たとえば白金線)26
aと、その抵抗線26aの両端に一端がそれぞれ接続された
2本の導線26b、26cとを備えている。導線26b、26cの他
端は、切換スイッチ31Aの対応する端子にそれぞれ接続
されている。温度測定時には、抵抗線26aで検知した熱
データは導線26b、26cと切換スイッチ31Aを介して温度
測定器30に伝達され、それに基づいて基準物質27の温度
値が算出される。加熱時には、切換スイッチ31Aと導線2
6b、26cを介して電源32から抵抗線26aに適宜電圧が印加
され、それによって基準物質27が加熱される。
As shown clearly in FIG. 3, the reference measurement probe 26 includes a resistance wire (for example, platinum wire) 26 brought into contact with a reference material 27.
a, and two conductive wires 26b and 26c each having one end connected to both ends of the resistance wire 26a. The other ends of the conductors 26b and 26c are connected to corresponding terminals of the changeover switch 31A, respectively. At the time of temperature measurement, heat data detected by the resistance wire 26a is transmitted to the temperature measuring device 30 via the conducting wires 26b and 26c and the changeover switch 31A, and the temperature value of the reference substance 27 is calculated based on the data. During heating, switch 31A and lead 2
Appropriate voltage is applied from the power source 32 to the resistance wire 26a via 6b and 26c, thereby heating the reference material 27.

試料測定探子24は、第1実施例のそれと同じ構成を持
つ。すなわち、熱接点24aと、2本の熱電対線24b、24c
とを備えており、熱電対を構成している。熱接点24a
は、測定時に被測定試料25または標準試料23に接触せし
められる。熱電対線24b、24cの一端は熱接点24aにそれ
ぞれ接続され、他端は温度測定器30の対応する端子にそ
れぞれ接続されている。熱接点24aで検知した熱データ
は、熱電対線24b、24cによって温度測定器30に伝達さ
れ、それに基づいて被測定試料25または標準試料23の温
度値が算出される。
The sample measurement probe 24 has the same configuration as that of the first embodiment. That is, the thermal junction 24a and the two thermocouple wires 24b and 24c
And constitute a thermocouple. Hot junction 24a
Is brought into contact with the measured sample 25 or the standard sample 23 at the time of measurement. One end of each of the thermocouple wires 24b and 24c is connected to the thermal contact 24a, and the other end is connected to a corresponding terminal of the temperature measuring device 30, respectively. The heat data detected at the hot junction 24a is transmitted to the temperature measuring device 30 through the thermocouple wires 24b and 24c, and the temperature value of the sample 25 or the standard sample 23 is calculated based on the data.

被測定試料25、標準試料23および基準物質22は、第1
実施例と同じものである。基準物質27は、この第2実施
例では、基準物質22と同一の材料でできており、基準物
質22と同一の比熱c01および同一の質量m01′を有してい
るとしている。これは操作上の便宜を考慮したものであ
り、基準物質22とは異なる材料で形成してもよいことは
勿論である。
The sample to be measured 25, the standard sample 23, and the reference substance 22 are the first
This is the same as the embodiment. In the second embodiment, the reference material 27 is made of the same material as the reference material 22, and has the same specific heat c01 and the same mass m01 'as the reference material 22. This is for the convenience of operation, and it goes without saying that the reference material 22 may be formed of a different material.

次に、以上の構成を持つ比熱測定装置10を使用して、
被測定試料25の比熱c1Xを測定する方法について説明す
る。この方法では、まず最初に、基準物質22と標準試料
23を用いて断熱容器20の熱容量Kを求め、その後、基準
物質22と被測定試料25を用いて同様の測定を行い、被測
定試料25の比熱c1Xを算出する。
Next, using the specific heat measurement device 10 having the above configuration,
A method for measuring the specific heat c 1X of the sample 25 to be measured will be described. In this method, first, the reference substance 22 and the standard sample
The heat capacity K of the heat insulating container 20 is obtained by using 23, and then the same measurement is performed by using the reference substance 22 and the sample 25 to be measured to calculate the specific heat c 1X of the sample 25 to be measured.

なお、断熱容器20の熱容量Kが予め判明している場合
は、熱容量Kの測定作用は不要である。また、この第2
実施例では、基準物質22および27、標準試料23、被測定
試料25の形状と大きさをいずれも同じにしてある。
When the heat capacity K of the heat insulating container 20 is known in advance, the action of measuring the heat capacity K is unnecessary. Also, this second
In the embodiment, the shapes and sizes of the reference materials 22 and 27, the standard sample 23, and the sample 25 to be measured are all the same.

断熱容器20の熱容量Kを求める際には、まず、標準試
料23のみを断熱容器20の内部に配置する。次に、断熱容
器20の内部において、その標準試料23に試料測定探子24
の熱接点24aを接触せしめ、その温度変化を温度測定器3
0によって記録しながら、標準試料23が熱的に安定する
のを待つ。換言すれば、断熱容器20の内部において標準
試料23が熱平衡に達し、その温度が時間的に一定になる
のを待つ。そして、熱平衡に達した時の標準試料23の温
度値を、標準試料23の初期温度t02(℃)とする。
When obtaining the heat capacity K of the heat insulating container 20, first, only the standard sample 23 is placed inside the heat insulating container 20. Next, a sample measurement probe 24 is attached to the standard sample 23 inside the heat insulating container 20.
The thermal contact 24a of the
While recording with 0, wait for the standard sample 23 to stabilize thermally. In other words, it waits until the standard sample 23 reaches thermal equilibrium inside the heat insulating container 20 and its temperature becomes constant over time. Then, the temperature value of the standard sample 23 when the thermal equilibrium is reached is defined as the initial temperature t 02 (° C.) of the standard sample 23.

次いで、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
電源32に接続し、断熱容器20の外部において、電源32よ
り抵抗線21aに適宜に電圧を印加して基準物質22の所定
温度まで加熱する。この時、スイッチ31を温度測定器30
と電源32の間で間歇的に切り換えれば、基準物質22の温
度変化を容易に知ることができ、便宜である。
Next, the changeover switch 31 is operated to connect the reference measurement probe 21 to the power supply 32, and the voltage is appropriately applied to the resistance wire 21 a from the power supply 32 to heat the reference substance 22 to a predetermined temperature outside the heat insulating container 20. . At this time, switch 31 is turned on
By intermittently switching between the power supply 32 and the power supply 32, the temperature change of the reference material 22 can be easily known, which is convenient.

それと同時に、切換スイッチ31Aを操作して基準測定
探知26を電源32Aに接続し、断熱容器20の外部におい
て、電源32Aより抵抗線26aに適宜の電圧を印加して基準
物質27を基準物質22と同じ温度まで加熱する。基準物質
22の場合と同様に、この時にスイッチ31Aを温度測定器3
0と電源32Aの間で間歇的に切り換えれば、基準物質27の
温度変化を容易に知ることができ、便宜である。
At the same time, the reference measurement detection 26 is connected to the power supply 32A by operating the changeover switch 31A, and an appropriate voltage is applied to the resistance wire 26a from the power supply 32A from the power supply 32A to change the reference substance 27 to the reference substance 22 outside the heat insulating container 20. Heat to the same temperature. Reference substance
At this time, switch 31A is turned on as shown in
By intermittently switching between 0 and the power supply 32A, the temperature change of the reference material 27 can be easily known, which is convenient.

なお、この第2実施例では、基準物質22および27を同
じ温度まで加熱しているが、これは囲碁の操作上の便宜
のためであるから、基準物質22および27を互いに異なる
温度まで加熱してもよいことは勿論である。
In the second embodiment, the reference materials 22 and 27 are heated to the same temperature. However, this is for the convenience of the operation of Go, and therefore, the reference materials 22 and 27 are heated to different temperatures. Of course, it may be possible.

基準物質22および27の温度がそれらの全体にわたって
均一になったことを確認した後、両基準物質22および27
の断熱容器20の内部に収容する。
After confirming that the temperatures of reference materials 22 and 27 were uniform throughout them, both reference materials 22 and 27
Housed inside the heat insulating container 20.

その後、切換スイッチ31および31Aを操作して基準測
定探子21および26を温度測定器30に切換・接続し、温度
測定器30で両基準物質22および27の温度測定・記録でき
るようにしてから、第2図(a)に示すように、それら
基準物質22および27を標準試料23にその両側からそれぞ
れ接触させる。接触開始時の基準物質22および27の温度
値を、基準物質22および27の初期温度t01(℃)とす
る。
After that, by operating the changeover switches 31 and 31A, the reference measurement probes 21 and 26 are switched and connected to the temperature measuring device 30, so that the temperature measuring device 30 can measure and record the temperature of both the reference materials 22 and 27, As shown in FIG. 2A, the reference materials 22 and 27 are brought into contact with the standard sample 23 from both sides thereof. The temperature value of the reference materials 22 and 27 at the start of the contact is defined as the initial temperature t 01 (° C.) of the reference materials 22 and 27.

そして、基準物質22および27と標準試料23の接触状態
における温度変化を、温度測定器30によって測定・記録
しながら、基準物質22および27と標準試料23とが熱平衡
に達するのを待つ。温度測定器30で記録した温度データ
より、基準物質22および27と標準試料23が熱平衡に達し
た時の温度θ(℃)を判読する。
Then, while the temperature change in the contact state between the reference materials 22 and 27 and the standard sample 23 is measured and recorded by the temperature measuring device 30, it waits until the reference materials 22 and 27 and the standard sample 23 reach thermal equilibrium. From the temperature data recorded by the temperature measuring device 30, the temperature θ 0 (° C.) when the reference substances 22 and 27 and the standard sample 23 reach thermal equilibrium is read.

熱力学の法則より、熱平衡状態においては基準物質22
および27と標準試料23の間に 2m01c01(t01−θ)=(m02c02+K)(θ−t02) の関係式が成立する。基準物質22および27の比熱c01
よび質量m01と標準試料23の比熱c02および質量m02が既
知であり、温度測定器30で記録した温度データより、基
準物質22および27の初期温度t01、標準試料23の初期温
度t02および熱平衡温度θが既知であるから、断熱容
器20の熱容量Kは次の式から算出できる。
According to the law of thermodynamics, the reference substance 22
And 27 and the standard sample 23, a relational expression of 2m 01 c 01 (t 01 −θ 0 ) = (m 02 c 02 + K) (θ 0 −t 02 ) is established. The specific heat c 01 and the mass m 01 of the reference materials 22 and 27 and the specific heat c 02 and the mass m 02 of the standard sample 23 are known, and from the temperature data recorded by the thermometer 30, the initial temperature t of the reference materials 22 and 27 is obtained. 01 , the initial temperature t 02 of the standard sample 23 and the thermal equilibrium temperature θ 0 are known, so that the heat capacity K of the heat insulating container 20 can be calculated from the following equation.

次に、被測定試料25の比熱c1Xを測定する方法につい
て説明する。
Next, a method for measuring the specific heat c 1X of the sample 25 to be measured will be described.

まず、断熱容器20の内部に配置されている基準物質22
および27と標準試料23とを、基準測定探子21および26と
試料測定探子24と共に取り出す。その後、被測定試料25
のみを断熱容器20の内部に配置する。
First, the reference substance 22 placed inside the heat insulating container 20
27 and the standard sample 23 are taken out together with the reference measurement probes 21 and 26 and the sample measurement probe 24. Then, the measured sample 25
Only the inside is placed inside the heat insulating container 20.

次に、断熱容器20の内部において、その被測定試料25
に試料測定探子24の熱接点24aを接触せしめ、その温度
変化を温度測定器30によって記録しながら、被測定試料
25が熱的に安定するのを待つ。換言すれば、断熱容器20
の内部において被測定試料25が熱平衡に達し、その温度
が時間的に一定になるのを待つ。そして、熱平衡に達し
た時の被測定試料25の温度値を、被測定試料25の初期温
度t12(℃)とする。
Next, the sample 25 to be measured is
The thermal contact 24a of the sample measuring probe 24 is brought into contact with the
Wait for 25 to stabilize thermally. In other words, the insulation container 20
Wait until the sample 25 reaches thermal equilibrium and its temperature becomes constant over time. Then, the temperature value of the sample 25 when the thermal equilibrium is reached is defined as the initial temperature t 12 (° C.) of the sample 25.

次いで、上記した断熱容器20の熱容量Kを求める場合
と同様に、切換スイッチ31を操作して基準測定探子21を
電源32に切換・接続し、断熱容器20の外部において、電
源32より抵抗線21aに適宜の電圧を印加して基準物質22
を所定温度まで加熱する。同時に、切換スイッチ31Aを
操作して基準測定探子26を電源32Aに切換・接続し、断
熱容器20の外部において、電源32Aより抵抗線26aに適宜
の電圧を印加して基準物質27を基準物質22と同じ温度ま
で加熱する。
Next, in the same manner as in the case where the heat capacity K of the heat insulating container 20 is obtained, the changeover switch 31 is operated to switch and connect the reference measurement probe 21 to the power source 32. Apply an appropriate voltage to the reference substance 22
Is heated to a predetermined temperature. At the same time, the changeover switch 31A is operated to switch and connect the reference measurement probe 26 to the power supply 32A, and outside the heat insulating container 20, an appropriate voltage is applied from the power supply 32A to the resistance wire 26a to change the reference substance 27 to the reference substance 22. Heat to the same temperature as.

基準物質22および27の温度がそれらの全体にわたって
均一になったことを確認した後、基準物質22および27を
断熱容器20の内部に収容する。これらの基準物質22およ
び27は、断熱容器20の熱容量Kを求める場合に用いたの
と同じものである。
After confirming that the temperatures of the reference materials 22 and 27 have become uniform throughout them, the reference materials 22 and 27 are housed inside the insulated container 20. These reference materials 22 and 27 are the same as those used for determining the heat capacity K of the heat insulating container 20.

その後、切換スイッチ31および31Aを操作して基準測
定探子21および26を温度測定器30に切換・接続し、温度
測定器30で基準物質22および27の温度を測定・記録でき
るようにしてから、第2図(b)に示すように、それら
基準物質22および27を被測定試料25にその両側から接触
させる。接触開始時の基準物質22および27の温度値は、
基準物質22の初期温度t11(℃)とする。
After that, by operating the changeover switches 31 and 31A, the reference measurement probes 21 and 26 are switched and connected to the temperature measuring device 30, so that the temperature of the reference materials 22 and 27 can be measured and recorded by the temperature measuring device 30, As shown in FIG. 2B, the reference materials 22 and 27 are brought into contact with the sample 25 to be measured from both sides thereof. The temperature values of reference materials 22 and 27 at the start of contact are
The initial temperature of the reference substance 22 is t 11 (° C.).

そして、基準物質22および27と被測定試料25の接触状
態における温度変化を、温度測定器30によって測定・記
録しながら、基準物質22および27と被測定試料25とが熱
平衡に達するのを待つ。温度測定器30で記録した温度デ
ータより、基準物質22および27と被測定試料25が熱平衡
に達した時の温度θ(℃)を判読する。
Then, while the temperature change in the contact state between the reference materials 22 and 27 and the sample 25 is measured and recorded by the temperature measuring device 30, it waits until the reference materials 22 and 27 and the sample 25 reach thermal equilibrium. From the temperature data recorded by the temperature measuring device 30, the temperature θ 1 (° C.) when the reference substances 22 and 27 and the sample 25 reach thermal equilibrium is read.

熱力学の法則より、熱平衡状態においては基準物質22
と被測定試料25の間に 2m01c01(t11−θ)=(m12c1X+K)(θ−t12) の関係式が成立する。基準物質22および27の比熱c01
よび質量m01と被測定試料25の質量m12が既知であり、温
度測定器30で記録した温度データより、基準物質22およ
び27の初期温度t11、被測定試料25の初期温度t12および
熱平衡温度θが既知であるから、被測定試料25の比熱
c01は次の式から算出できる。
According to the law of thermodynamics, the reference substance 22
A relational expression of 2m 01 c 01 (t 11 −θ 1 ) = (m 12 c 1X + K) (θ 1 −t 12 ) is established between the sample and the sample 25 to be measured. Reference material 22 and 27 the specific heat c 01 and the mass m 01 of the mass m 12 of the measured sample 25 is known, the temperature data recorded by a temperature measuring device 30, the reference material 22 and 27 the initial temperature t 11 of the Since the initial temperature t 12 and the thermal equilibrium temperature θ 1 of the measurement sample 25 are known, the specific heat of the measurement sample 25 is
c 01 can be calculated from the following equation.

(実施例) 次に、本発明の作用効果を確認するため、上述した第
1実施例の比熱測定装置を実際に製作して次のようにし
て実験を行った。その結果を第5図および第6図に示
す。第5図は、断熱容器20の熱容量測定時における基準
測定探子21の熱起電力の経時変化を示すグラフである。
第6図は、被測定試料25の比熱測定時における試料測定
探子24の熱起電力の経時変化を示すグラフである。
(Example) Next, in order to confirm the operation and effect of the present invention, the above-described specific heat measuring apparatus of the first example was actually manufactured, and an experiment was performed as follows. The results are shown in FIG. 5 and FIG. FIG. 5 is a graph showing the change over time of the thermoelectromotive force of the reference measurement probe 21 when measuring the heat capacity of the heat insulating container 20.
FIG. 6 is a graph showing the change over time of the thermoelectromotive force of the sample measurement probe 24 when measuring the specific heat of the sample 25 to be measured.

基準物質22としては、比熱c01が0.392(J/g・K)
で、質量m01が19.85gである銅を使用した。標準試料23
としては、比熱c02が0.92(J/g・K)で、質量m02が75.
00gの石英ガラスを使用した。
As the reference substance 22, the specific heat c 01 is 0.392 (J / g · K)
And copper having a mass m 01 of 19.85 g was used. Standard sample 23
The specific heat c02 is 0.92 (J / gK) and the mass m02 is 75.
00 g of quartz glass was used.

まず、標準試料23を断熱容器20の内部で配置し、熱的
に安定した時の初期温度t02を測定すると、第5図に示
すように、16℃(基準測定探子21の抵抗線21aの抵抗値:
106.35Ω)であった。他方、断熱容器20の外部で基準物
質22を加熱し、その温度が全体として均一になるように
した。その後、断熱容器20の内部に収容し、標準試料23
に接触させた。接触開始時の基準物質22の初期温度
01は、110℃(基準測定探子21の抵抗線21aの抵抗値:14
3.01Ω)であった(第5図参照)。
First, when the standard sample 23 is placed inside the heat insulating container 20 and the initial temperature t 02 when thermally stabilized is measured, as shown in FIG. Resistance values:
106.35Ω). On the other hand, the reference material 22 was heated outside the heat insulating container 20 so that the temperature became uniform as a whole. After that, the sample is stored inside the heat insulating container 20 and the standard sample 23
Was contacted. Initial temperature of reference material 22 at the start of contact
01 is 110 ° C (resistance value of the resistance wire 21a of the reference measurement probe 21: 14
3.01Ω) (see FIG. 5).

続いて、断熱容器20の内部において、互いに接触せし
められた基準物質22と標準試料23が熱平衡に達した時の
温度θを測定すると、25℃(基準測定探子21の抵抗線
21aの抵抗値:109.90Ω)であった(第5図参照)。
Subsequently, when the temperature θ 0 when the reference material 22 and the standard sample 23 brought into contact with each other reach thermal equilibrium inside the heat insulating container 20 is measured, the temperature θ 25 ° C. (the resistance wire of the reference measurement probe 21) is measured.
The resistance value of 21a was 109.90Ω) (see FIG. 5).

したがって、断熱容器20の熱容量Kは と算出された。Therefore, the heat capacity K of the heat insulating container 20 is It was calculated.

次に、基準物質22および標準試料23を断熱容器20から
取り出してから、質量m12が64.90gの被測定試料25を断
熱容器20の内部に配置した。そして、熱的に安定した時
の初期温度t12を測定すると、第6図に示すように、16.
06℃(基準測定探子21の抵抗線21aの抵抗値:106.37Ω)
であった。他方、断熱容器20の外部で基準物質22を加熱
し、その温度が全体として均一になるようにした。その
後、断熱容器20の内部に収容し、被測定試料25に接触さ
せた。接触開始時の基準物質22の初期温度t11は109.81
℃(基準測定探子21の抵抗線21aを抵抗値:142.94Ω)と
なった。
Then, the reference material 22 and the standard sample 23 is taken out from the heat insulating container 20, the mass m 12 placed the measured sample 25 of 64.90g inside the insulated container 20. When measuring an initial temperature t 12 when thermally stable, as shown in FIG. 6, 16.
06 ° C (resistance value of resistance wire 21a of reference measurement probe 21: 106.37Ω)
Met. On the other hand, the reference material 22 was heated outside the heat insulating container 20 so that the temperature became uniform as a whole. Thereafter, it was housed inside the heat insulating container 20 and brought into contact with the sample 25 to be measured. The initial temperature t 11 of the reference substance 22 at the start of contact is 109.81
° C (resistance value of resistance wire 21a of reference measurement probe 21: 142.94Ω).

続いて、断熱容器20の内部において、互いに接触せし
められた基準物質22と被測定試料25が熱平衡に達した時
の温度θを測定すると、24.99℃(基準測定探子21の
抵抗線21aの抵抗値:109.85Ω)であった(第6図参
照)。
Subsequently, when the temperature θ 1 when the reference substance 22 and the sample 25 contact each other reaches thermal equilibrium inside the heat insulating container 20 is measured, the resistance θ is 24.99 ° C. (the resistance of the resistance wire 21a of the reference measurement probe 21). Value: 109.85Ω) (see FIG. 6).

したがって、被測定試料25の比熱c1Xは、 と算出された。Therefore, the specific heat c 1X of the sample 25 to be measured is It was calculated.

(変形例) 上記両実施例では、第3図に示してあるように、基準
測定探子21および26の抵抗線21aおよび26aが基準物質22
および27の一主面にそれぞれ接触せしめられている。し
かし、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。
(Modification) In both the above embodiments, as shown in FIG. 3, the resistance lines 21a and 26a of the reference measurement probes 21 and 26 are connected to the reference material 22.
And 27 are respectively in contact with one main surface. However, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible.

例えば、第4図(a)に示すように、基準物質22およ
び27をそれぞれ2つの基準物質半体22Aおおび22Bと27A
および27Bとに分割して構成し、それら半体22Aおよび22
Bと27Aおよび27Bの間に基準測定探子21および26の抵抗
線21aおよび26aをそれぞれ挟み込むようして接触させて
もよい。
For example, as shown in FIG. 4 (a), the reference substances 22 and 27 are respectively divided into two reference substance halves 22A and 22B and 27A.
Halves 22A and 22B.
The resistance wires 21a and 26a of the reference measurement probes 21 and 26 may be interposed between B and 27A and 27B so as to be in contact with each other.

さらに、第4図(b)に示すように、基準物質22およ
び27の内部に直径方向に孔22Cおよび27Cをそれぞれ穿設
し、それらの孔22Cおよび27Cに基準測定探子21およb26
の抵抗線21aおよび26aをそれぞれ挿入してもよい。
Further, as shown in FIG. 4 (b), holes 22C and 27C are formed in the reference materials 22 and 27 in the diameter direction, respectively, and the reference measurement probes 21 and b26 are formed in the holes 22C and 27C.
May be inserted, respectively.

[発明の効果] 以上の説明より明らかなように、本発明の比熱測定装
置によれば、従来のような撹拌作業を行わなくても試料
の熱平衡を達成できると共に、水との接触によって影響
を受ける試料(例えば焼成前のセラミックスなど)につ
いても測定が可能である。また、100℃を越える温度ま
で物質を加熱することが可能である。さらに、比熱測定
作業を要する労力を軽減できると共に、測定誤差の発生
も抑制できる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the specific heat measuring apparatus of the present invention, the thermal equilibrium of the sample can be achieved without performing the conventional stirring operation, and the influence by the contact with water can be achieved. Measurement can also be performed on a sample to be received (for example, ceramic before firing). It is also possible to heat a substance to a temperature exceeding 100 ° C. Further, the labor required for the specific heat measurement operation can be reduced, and the occurrence of a measurement error can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)、(b)は本発明の比熱測定装置の第1実
施例を示す断面図である。 第2図(a)、(b)は本発明の比熱測定装置の第2実
施例を示す断面図である。 第3図は第1図(a)、(b)および第2図(a)、
(b)に示した実施例に使用した基準物質と基準測定探
子の構成を示す斜視図である。 第4図(a)、(b)は第1図(a)、(b)および第
2図(a)、(b)に示した実施例に使用した基準物質
と基準測定探子の変形例を示す斜視図である。 第5図は、断熱容器の熱容量測定時における基準測定探
子の熱起電力の経時変化を示すグラフである。 第6図は、被測定試料の比熱測定時における試料測定探
子の熱起電力の経時変化を示すグラフである。 10……比熱測定装置 20……断熱容器 21、26……基準測定探子 21a、26a……抵抗線 21b、26b……導線 21c、26c……導線 22……基準物質 22A、22B……基準物質半体 23……標準試料 24……試料測定探子 24a……抵抗線 24a……導線 24c……導線 25……被測定試料 27……基準物質 27A、27B………基準物質半体 30……温度測定器 31、31A……切換スイッチ 32、32A……加熱用電源
1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views showing a first embodiment of the specific heat measuring device of the present invention. 2 (a) and 2 (b) are sectional views showing a second embodiment of the specific heat measuring apparatus of the present invention. FIG. 3 shows FIGS. 1 (a), (b) and 2 (a),
It is a perspective view which shows the structure of the reference | standard substance and the reference | standard measurement probe used for the Example shown to (b). FIGS. 4 (a) and 4 (b) show modified examples of the reference material and the reference measurement probe used in the embodiment shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. FIG. 5 is a graph showing the change over time of the thermoelectromotive force of the reference measurement probe when measuring the heat capacity of the heat insulating container. FIG. 6 is a graph showing the change over time of the thermoelectromotive force of the sample measurement probe when measuring the specific heat of the sample to be measured. 10 Specific heat measuring device 20 Insulated container 21, 26 Reference measuring probe 21a, 26a Resistance wire 21b, 26b Conductor 21c, 26c Conductor 22 Reference material 22A, 22B Reference material Half 23 …… Standard sample 24 …… Sample measuring probe 24a …… Resistance wire 24a …… Wire 24c …… Wire 25 …… Sample under measurement 27 …… Reference materials 27A and 27B …… Reference material half 30… Temperature measuring device 31, 31A …… Changeover switch 32, 32A …… Power supply for heating

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】質量m12が既知である固体試料の比熱c1X
測定する比熱測定装置であって、 (a)熱容量がKである断熱容器と、 (b)前記断熱容器内において前記試料に接触せしめら
れる第1測定探子と、 (c)前記断熱容器内において、比熱c01および質量m01
が既知である固体基準物質に接触せしめられる第2測定
探子と、 (d)前記第1測定探子を介して前記試料の温度を測定
すると共に、前記第3測定探子を介して前記基準物質の
温度を測定する温度測定手段と、 (e)前記第2測定探子を前記温度測定手段または加熱
用電源に選択的に接続可能とする切換スイッチとを備
え、 前記断面容器の内部に配置された前記試料が熱的に安定
した時の温度t12を前記第1測定探子および前記温度測
定手段を用いて測定し、他方、前記切換スイッチにより
前記第2測定探子を前記加熱用電源に接続してその電源
により前記基準物質を前記断熱容器の外部で加熱した
後、その基準物質を前記断熱容器の内部に収容して前記
試料に接触させ、そして、前記切換スイッチにより前記
温度測定手段に接続した前記第2測定探子およびその温
度測定手段を用いて接触開始時の前記基準物質の温度t
11を測定し、さらに、接触状態にある前記基準物質と前
記試料とが熱平衡に達した時の温度θを前記第1測定
探子、前記第2測定探子および前記温度測定手段を用い
て測定し、こうして得られたt12、t11およびθの測定
値を用いて次の関係式 より前記試料の比熱c1Xを算出するようにした ことを特徴とする比熱測定装置。
1. A specific heat measuring device for measuring a specific heat c 1X of a solid sample having a known mass m 12 , wherein: (a) an insulating container having a heat capacity of K; and (b) the sample in the insulating container. (C) a specific heat c 01 and a mass m 01 in the heat insulating container.
And (d) measuring the temperature of the sample via the first measurement probe and measuring the temperature of the reference material via the third measurement probe. (E) a changeover switch for selectively connecting the second measuring probe to the temperature measuring means or a power supply for heating; and the sample disposed inside the cross-sectional container. its power but the temperature t 12 when thermally stable measured using the first measuring Saguko and said temperature measuring means, on the other hand, by connecting the second measuring Saguko by the selector switch to the heating power source After the reference material is heated outside the heat-insulating container, the reference material is accommodated inside the heat-insulating container and brought into contact with the sample, and the second switch connected to the temperature measuring means by the changeover switch 2 Using the measuring probe and its temperature measuring means, the temperature t of the reference material at the start of contact
11 was measured, and the temperature θ 1 when the reference material and the sample in contact with each other reached thermal equilibrium was measured using the first measuring probe, the second measuring probe, and the temperature measuring means. Using the measured values of t 12 , t 11 and θ 1 thus obtained, the following relational expression A specific heat measuring apparatus for calculating the specific heat c 1X of the sample.
【請求項2】前記第2測定探子が、前記基準物質に接触
する抵抗体と、その抵抗体を前記温度測定手段に接続す
る導線とを備えており、前記第1測定探子が、前記試料
に接触する熱接点と、その熱接点を前記温度測定手段に
接続する熱電対線とを備えている特許請求の範囲第1項
に記載の比熱測定装置。
2. The method according to claim 1, wherein the second measuring probe includes a resistor that contacts the reference material, and a conductor that connects the resistor to the temperature measuring means. The first measuring probe is connected to the sample. 2. The specific heat measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a hot contact that is in contact with the thermojunction; and a thermocouple wire that connects the hot contact to the temperature measuring means.
【請求項3】前記基準物質が二つの半体から構成され
た、前記第2測定探子の抵抗体がそれら半体の間に接触
・挟持されている特許請求の範囲第2項に記載の比熱測
定装置。
3. The specific heat according to claim 2, wherein the reference material is composed of two halves, and the resistor of the second measurement probe is in contact with and sandwiched between the halves. measuring device.
【請求項4】前記第2測定探子の抵抗体が前記基準物質
の内部に埋設されている特許請求の範囲第2項に記載の
比熱測定装置。
4. The specific heat measuring apparatus according to claim 2, wherein the resistor of the second measuring probe is embedded in the reference material.
【請求項5】前記第2測定探子が複数個設けられている
特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の比熱
測定装置。
5. The specific heat measuring apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said second measuring probes are provided.
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