JPH1183771A - 比熱容量測定方法及び装置 - Google Patents
比熱容量測定方法及び装置Info
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- JPH1183771A JPH1183771A JP24253697A JP24253697A JPH1183771A JP H1183771 A JPH1183771 A JP H1183771A JP 24253697 A JP24253697 A JP 24253697A JP 24253697 A JP24253697 A JP 24253697A JP H1183771 A JPH1183771 A JP H1183771A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２個の試料の比熱容量を同時に測定すること
ができ、従来の方法に比べて複数の試料の比熱容量を迅
速に測定することができる比熱容量測定方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２
を、加熱手段により周囲物体４を介して所定の昇温速度
で加熱し、試料側感熱板１上の容器８1 及び参照物質側
感熱板２上の容器８2 をそれぞれ空にしたとき、試料側
感熱板１上の容器８1 及び参照物質側感熱板２上の容器
８2 にそれぞれ熱容量が既知の標準試料を入れたとき並
びに試料側感熱板１上の容器８1 及び参照物質側感熱板
２上の容器８2 にそれぞれ熱容量が未知の試料を入れた
ときの試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２と周囲物
体４との温度差をそれぞれ同時に測定し、比熱容量演算
手段１０により、所定の式から２個の未知試料の熱容量
を算出し、該熱容量から２個の未知試料の比熱容量を算
出する。
ができ、従来の方法に比べて複数の試料の比熱容量を迅
速に測定することができる比熱容量測定方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２
を、加熱手段により周囲物体４を介して所定の昇温速度
で加熱し、試料側感熱板１上の容器８1 及び参照物質側
感熱板２上の容器８2 をそれぞれ空にしたとき、試料側
感熱板１上の容器８1 及び参照物質側感熱板２上の容器
８2 にそれぞれ熱容量が既知の標準試料を入れたとき並
びに試料側感熱板１上の容器８1 及び参照物質側感熱板
２上の容器８2 にそれぞれ熱容量が未知の試料を入れた
ときの試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２と周囲物
体４との温度差をそれぞれ同時に測定し、比熱容量演算
手段１０により、所定の式から２個の未知試料の熱容量
を算出し、該熱容量から２個の未知試料の比熱容量を算
出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物質の比熱容量測
定方法及び装置に関する。
定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の示差走査熱量計による比
熱容量測定装置の要部を示す。 同図において、１及び
２は、それぞれ試料側感熱板及び参照物質側感熱板であ
る。試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２は、共に均
熱ブロック３に固定された熱伝導性の良い板状の周囲物
体４に支持されており、均熱ブロック３には、ヒータ５
が装着され、また、周囲の均熱を良くするための蓋６が
取り付けられている。試料側感熱板１及び参照物質側感
熱板２には、それぞれ両板の温度差を測定するための温
度センサａ1 及び試料側感熱板１の温度を測定するため
の温度センサａ2（通常、熱電対が用いられる）が取り
付けられ、前記感熱板１及び２のそれぞれの上には、試
料側容器８1 及び参照物質側容器８2 が置かれる。ｂは
試料側感熱板１と参照物質側感熱板２とを熱的にバラン
スさせるためのダミー導線である。１０は、温度センサ
ａ1 及びａ2 から出力した温度信号により下記のような
演算を行なって試料の比熱容量を算出する比熱容量演算
手段で、例えばコンピュータで構成される。
熱容量測定装置の要部を示す。 同図において、１及び
２は、それぞれ試料側感熱板及び参照物質側感熱板であ
る。試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２は、共に均
熱ブロック３に固定された熱伝導性の良い板状の周囲物
体４に支持されており、均熱ブロック３には、ヒータ５
が装着され、また、周囲の均熱を良くするための蓋６が
取り付けられている。試料側感熱板１及び参照物質側感
熱板２には、それぞれ両板の温度差を測定するための温
度センサａ1 及び試料側感熱板１の温度を測定するため
の温度センサａ2（通常、熱電対が用いられる）が取り
付けられ、前記感熱板１及び２のそれぞれの上には、試
料側容器８1 及び参照物質側容器８2 が置かれる。ｂは
試料側感熱板１と参照物質側感熱板２とを熱的にバラン
スさせるためのダミー導線である。１０は、温度センサ
ａ1 及びａ2 から出力した温度信号により下記のような
演算を行なって試料の比熱容量を算出する比熱容量演算
手段で、例えばコンピュータで構成される。
【０００３】次に上記装置を用いて比熱容量を測定する
従来方法を説明する。
従来方法を説明する。
【０００４】図２に示す装置を用いて試料の熱容量を測
定する動作を説明するために、通常、図３に示すように
単純化されたモデルが用いられる。この図において、Ｔ
0 は前記感熱板の周囲物体４の温度、Ｔは前記感熱板の
温度、Ｃは熱容量、Ｒは周囲物体４から前記感熱板への
熱抵抗である。添字１、２はそれぞれ試料側及び参照物
質側をそれぞれ区別するために用いられる。図３に示す
ように、熱は矢印のように流れ、試料側容器８1 及び参
照物質側容器８2 にそれぞれ入れられた試料及び参照物
質の昇温速度をｖとすると、良く知られた次の関係式が
得られる。
定する動作を説明するために、通常、図３に示すように
単純化されたモデルが用いられる。この図において、Ｔ
0 は前記感熱板の周囲物体４の温度、Ｔは前記感熱板の
温度、Ｃは熱容量、Ｒは周囲物体４から前記感熱板への
熱抵抗である。添字１、２はそれぞれ試料側及び参照物
質側をそれぞれ区別するために用いられる。図３に示す
ように、熱は矢印のように流れ、試料側容器８1 及び参
照物質側容器８2 にそれぞれ入れられた試料及び参照物
質の昇温速度をｖとすると、良く知られた次の関係式が
得られる。
【０００５】試料側では、 （Ｔ0 −Ｔ1 ）／Ｒ1 ＝Ｃ1 ｖ …………………（１） 参照物質側では、 （Ｔ0 −Ｔ2 ）／Ｒ2 ＝Ｃ2 ｖ …………………（２） （１）、（２）式で現れた熱抵抗Ｒ1 及びＲ2 が等しく Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ ……………………………………（３） と仮定できる場合は、（１）、（２）及び（３）式より
Ｔ0 を消去すると、 （Ｔ2 −Ｔ1 ）／Ｒ＝（Ｃ1 −Ｃ2 ）ｖ ………（４） 従来の方法では、測定値はＴ2 −Ｔ1 であり、これをＹ
と置く。（４）式は、所定の昇温速度ｖで測定している
とき、試料側熱容量と参照物質側熱容量との差Ｃ（＝Ｃ
1 −Ｃ2 ）が測定値Ｙ（＝Ｔ2 −Ｔ1 ）に比例している
ことを示している。つまり、（４）式は、 Ｙ／Ｒ＝Ｃｖ ………………………………………（５） と置ける。従来の方法では、参照物質側の熱容量Ｃ2 を
固定して考えるので、ここでは、Ｃ2 は固定とする。
Ｔ0 を消去すると、 （Ｔ2 −Ｔ1 ）／Ｒ＝（Ｃ1 −Ｃ2 ）ｖ ………（４） 従来の方法では、測定値はＴ2 −Ｔ1 であり、これをＹ
と置く。（４）式は、所定の昇温速度ｖで測定している
とき、試料側熱容量と参照物質側熱容量との差Ｃ（＝Ｃ
1 −Ｃ2 ）が測定値Ｙ（＝Ｔ2 −Ｔ1 ）に比例している
ことを示している。つまり、（４）式は、 Ｙ／Ｒ＝Ｃｖ ………………………………………（５） と置ける。従来の方法では、参照物質側の熱容量Ｃ2 を
固定して考えるので、ここでは、Ｃ2 は固定とする。
【０００６】最初、試料側に空の容器８1 を載せて測定
する。このときのＣ、ＹをそれぞれＣb 、Ｙb とすれ
ば、 Ｙb ／Ｒ＝Ｃb ｖ …………………………………（６） が成り立つ。試料側の上記容器８1 の中に熱容量が既知
の標準試料（この試料の熱容量をＣr とする。）を入れ
て測定した場合の測定値ＹをＹr 、熱容量が未知の試料
（この試料の熱容量をＣs とする。）を入れて測定した
場合の測定値ＹをＹs とすれば、標準試料の測定に関し
て、 Ｙr ／Ｒ＝（Ｃr ＋Ｃb ）ｖ ……………………（７） が成り立ち、未知試料に関して、 Ｙｓ／Ｒ＝（Ｃs ＋Ｃb ）ｖ ……………………（８） が成り立つ。（６）、（７）式よりＣb を消去して、 （Ｙr −Ｙb ）／Ｒ＝Ｃr ｖ ……………………（９） を得る。また、（６）、（８）式より、Ｃb を消去し
て、 （Ｙs −Ｙb ）／Ｒ＝Ｃs ｖ ……………………（１０） を得る。（９）、（１０）式より未知試料の熱容量を求
める式 Ｃｓ＝Ｃｒ（Ｙs −Ｙb ）／（Ｙr −Ｙb ）…………（１１） が求められる。未知試料の比熱容量Ｃp はその未知試料
の重量をｍとすると、 Ｃp ＝Ｃs ／ｍ ……………………… …………（１２） の関係より求められる。
する。このときのＣ、ＹをそれぞれＣb 、Ｙb とすれ
ば、 Ｙb ／Ｒ＝Ｃb ｖ …………………………………（６） が成り立つ。試料側の上記容器８1 の中に熱容量が既知
の標準試料（この試料の熱容量をＣr とする。）を入れ
て測定した場合の測定値ＹをＹr 、熱容量が未知の試料
（この試料の熱容量をＣs とする。）を入れて測定した
場合の測定値ＹをＹs とすれば、標準試料の測定に関し
て、 Ｙr ／Ｒ＝（Ｃr ＋Ｃb ）ｖ ……………………（７） が成り立ち、未知試料に関して、 Ｙｓ／Ｒ＝（Ｃs ＋Ｃb ）ｖ ……………………（８） が成り立つ。（６）、（７）式よりＣb を消去して、 （Ｙr −Ｙb ）／Ｒ＝Ｃr ｖ ……………………（９） を得る。また、（６）、（８）式より、Ｃb を消去し
て、 （Ｙs −Ｙb ）／Ｒ＝Ｃs ｖ ……………………（１０） を得る。（９）、（１０）式より未知試料の熱容量を求
める式 Ｃｓ＝Ｃｒ（Ｙs −Ｙb ）／（Ｙr −Ｙb ）…………（１１） が求められる。未知試料の比熱容量Ｃp はその未知試料
の重量をｍとすると、 Ｃp ＝Ｃs ／ｍ ……………………… …………（１２） の関係より求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定方法では、
参照物質側は熱容量的に固定されていて、積極的に熱容
量測定の解析に利用されることがなく、また、前記
（３）式に示すように、参照物質側の熱抵抗Ｒ1 と試料
側の熱抵抗Ｒ2 が等しいと仮定していた。
参照物質側は熱容量的に固定されていて、積極的に熱容
量測定の解析に利用されることがなく、また、前記
（３）式に示すように、参照物質側の熱抵抗Ｒ1 と試料
側の熱抵抗Ｒ2 が等しいと仮定していた。
【０００８】本発明は、このような仮定を設けることな
く、２個の試料の比熱容量を同時に測定することがで
き、従来の方法に比べて複数の試料の比熱容量を迅速に
測定することができる比熱容量測定方法及び装置を提供
することを課題とする。
く、２個の試料の比熱容量を同時に測定することがで
き、従来の方法に比べて複数の試料の比熱容量を迅速に
測定することができる比熱容量測定方法及び装置を提供
することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、請求項１に記載のように、示差走査熱
量計において、試料側感熱板及び参照物質側感熱板を、
周囲物体を介して所定の昇温速度で加熱し、前記試料側
感熱板上の容器及び参照物質側感熱板上の容器をそれぞ
れ空にしたとき、前記試料側感熱板上の容器及び参照物
質側感熱板上の容器にそれぞれ熱容量が既知の標準試料
を入れたとき並びに前記試料側感熱板上の容器及び参照
物質側感熱板上の容器にそれぞれ熱容量が未知の試料を
入れたときの試料側感熱板及び参照物質側感熱板と周囲
物体との温度差をそれぞれ同時に測定し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側側
感熱板と周囲物体との温度差 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出することを特徴とする。
解決するために、請求項１に記載のように、示差走査熱
量計において、試料側感熱板及び参照物質側感熱板を、
周囲物体を介して所定の昇温速度で加熱し、前記試料側
感熱板上の容器及び参照物質側感熱板上の容器をそれぞ
れ空にしたとき、前記試料側感熱板上の容器及び参照物
質側感熱板上の容器にそれぞれ熱容量が既知の標準試料
を入れたとき並びに前記試料側感熱板上の容器及び参照
物質側感熱板上の容器にそれぞれ熱容量が未知の試料を
入れたときの試料側感熱板及び参照物質側感熱板と周囲
物体との温度差をそれぞれ同時に測定し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側側
感熱板と周囲物体との温度差 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出することを特徴とする。
【００１０】また、請求項２に記載のように、示差走査
熱量計において、試料側感熱板と、参照物質側感熱板
と、該試料側感熱板及び参照物質側感熱板に熱を伝える
周囲物体と、試料側感熱板及び参照物質側感熱板にそれ
ぞれ載せる容器と、試料側感熱板及び参照物質側感熱板
を所定の昇温速度で加熱する加熱部材と、試料側感熱
板、参照物質側感熱板及び周囲物体にそれぞれ取り付け
られた温度センサと、前記温度センサーの出力信号が入
力し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側側
感熱板と周囲物体との温度差 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出する比熱容量演算手段を具備することを特徴とする。
尚、前記参照物質側感熱板及び試料側感熱板上の容器を
囲む熱伝導性の良いキャップを設けることが好ましい。
熱量計において、試料側感熱板と、参照物質側感熱板
と、該試料側感熱板及び参照物質側感熱板に熱を伝える
周囲物体と、試料側感熱板及び参照物質側感熱板にそれ
ぞれ載せる容器と、試料側感熱板及び参照物質側感熱板
を所定の昇温速度で加熱する加熱部材と、試料側感熱
板、参照物質側感熱板及び周囲物体にそれぞれ取り付け
られた温度センサと、前記温度センサーの出力信号が入
力し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側側
感熱板と周囲物体との温度差 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出する比熱容量演算手段を具備することを特徴とする。
尚、前記参照物質側感熱板及び試料側感熱板上の容器を
囲む熱伝導性の良いキャップを設けることが好ましい。
【００１１】以下、本発明の作用を説明する。
【００１２】本発明による測定では、前記（１）、
（２）式がそのまま測定値として得られ、試料側の測定
値をＹ1 （＝Ｔ0 −Ｔ1 ）、参照物質側の測定値をＹ2
（＝Ｔ0−Ｔ2 ）と置く。この記号を用いると、
（１）、（２）式は、 Ｙ1 ／Ｒ1 ＝Ｃ1 ｖ ………………………………（１３） Ｙ2 ／Ｒ2 ＝Ｃ2 ｖ ………………………………（１４） と書かれる。
（２）式がそのまま測定値として得られ、試料側の測定
値をＹ1 （＝Ｔ0 −Ｔ1 ）、参照物質側の測定値をＹ2
（＝Ｔ0−Ｔ2 ）と置く。この記号を用いると、
（１）、（２）式は、 Ｙ1 ／Ｒ1 ＝Ｃ1 ｖ ………………………………（１３） Ｙ2 ／Ｒ2 ＝Ｃ2 ｖ ………………………………（１４） と書かれる。
【００１３】前記（１３）、（１４）式は従来の方法の
（５）式と同じ形をしている。但し、これらは２個の式
なので、従来の方法の２倍の測定つまり２試料を同時に
測定が可能である。
（５）式と同じ形をしている。但し、これらは２個の式
なので、従来の方法の２倍の測定つまり２試料を同時に
測定が可能である。
【００１４】ａ）試料側、参照物質側共に空容器による
測定、ｂ）試料側容器及び参照物質側容器にそれぞれ熱
容量が既知の標準試料を入れたときの測定、ｃ）試料側
容器及び参照物質側容器にそれぞれ熱容量が未知の試料
を入れた時の測定をそれぞれ行うと、（６）、（７）、
（８）式の同じ形の式が２組得られる。
測定、ｂ）試料側容器及び参照物質側容器にそれぞれ熱
容量が既知の標準試料を入れたときの測定、ｃ）試料側
容器及び参照物質側容器にそれぞれ熱容量が未知の試料
を入れた時の測定をそれぞれ行うと、（６）、（７）、
（８）式の同じ形の式が２組得られる。
【００１５】試料側に対しては、 Ｙ1b／Ｒ1 ＝Ｃ1bｖ ………………………………（１５） Ｙ1r／Ｒ1 ＝（Ｃ1r＋Ｃ1b）ｖ …………………（１６） Ｙ1s／Ｒ1 ＝（Ｃ1s＋Ｃ1b）ｖ …………………（１７） となり、参照物質側に対しては、 Ｙ2b／Ｒ2 ＝Ｃ2bｖ ………………………………（１８） Ｙ2r／Ｒ2 ＝（Ｃ2r＋Ｃ2b）ｖ …………………（１９） Ｙ2s／Ｒ2 ＝（Ｃ2s＋Ｃ2b）ｖ …………………（２０） となり、これらの式から２つの未知試料の熱容量Ｃ1s、
Ｃ2sが求められる。
Ｃ2sが求められる。
【００１６】すなわち、（１５）、（１６）、（１７）
式から、試料側の未知試料の熱容量Ｃ1sは、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） ……（２１） から算出され、この未知試料の重量をｍ1 とすれば、比
熱容量Ｃ1pは、 Ｃ1p＝Ｃ1s／ｍ1 …………………………………（２２） で求められる。
式から、試料側の未知試料の熱容量Ｃ1sは、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） ……（２１） から算出され、この未知試料の重量をｍ1 とすれば、比
熱容量Ｃ1pは、 Ｃ1p＝Ｃ1s／ｍ1 …………………………………（２２） で求められる。
【００１７】また、（１８）、（１９）、（２０）式か
ら、参照物質側の未知試料の熱容量Ｃ2sは、下式 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） ……（２３） から算出され、この試料の重量をｍ2 とすれば、比熱容
量Ｃ2pは、 Ｃ2p＝Ｃ2s／ｍ2 ………………………………（２４） で求められる。
ら、参照物質側の未知試料の熱容量Ｃ2sは、下式 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） ……（２３） から算出され、この試料の重量をｍ2 とすれば、比熱容
量Ｃ2pは、 Ｃ2p＝Ｃ2s／ｍ2 ………………………………（２４） で求められる。
【００１８】請求項３の記載の、熱伝導性の良いキャッ
プは、周囲物体と同じ温度を保つので、温度測定の安定
性が増し、未知試料の比熱容量を安定に測定することが
できる。
プは、周囲物体と同じ温度を保つので、温度測定の安定
性が増し、未知試料の比熱容量を安定に測定することが
できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２０】図１は、本発明方法を実施するための装置
を示す。
を示す。
【００２１】同図において、１及び２は、それぞれ試料
側感熱板及び参照物質側感熱板である。試料側感熱板１
及び参照物質側感熱板２は、共に銀などの熱伝導性のよ
い材料から成る均熱ブロック３に固定された銀、アルミ
ニウム、白金などの熱伝導性の良い板状の周囲物体４に
支持されており、均熱ブロック３には、電源（図示しな
い）に接続されたヒータ５が装着され、また、その上部
に、均熱ブロック３内の均熱を良くするための例えば銀
などの熱導電性の良い蓋６が取り付けられている。電源
に接続されたヒータ５及びこれを装着した均熱ブロック
３は、試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２を所定の
昇温速度で加熱する加熱手段を構成する。試料側感熱板
１及び参照物質側感熱板２には、それぞれ例えば、アル
ミニューム、銀、白金製の試料側容器８1 及び参照物質
側容器８2 が置かれる。
側感熱板及び参照物質側感熱板である。試料側感熱板１
及び参照物質側感熱板２は、共に銀などの熱伝導性のよ
い材料から成る均熱ブロック３に固定された銀、アルミ
ニウム、白金などの熱伝導性の良い板状の周囲物体４に
支持されており、均熱ブロック３には、電源（図示しな
い）に接続されたヒータ５が装着され、また、その上部
に、均熱ブロック３内の均熱を良くするための例えば銀
などの熱導電性の良い蓋６が取り付けられている。電源
に接続されたヒータ５及びこれを装着した均熱ブロック
３は、試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２を所定の
昇温速度で加熱する加熱手段を構成する。試料側感熱板
１及び参照物質側感熱板２には、それぞれ例えば、アル
ミニューム、銀、白金製の試料側容器８1 及び参照物質
側容器８2 が置かれる。
【００２２】以上の構成は、従来のものと異ならない。
【００２３】本発明は、試料側感熱板１及び参照物質側
感熱板２には、それぞれ温度センサー７1 及び７2 が取
り付けられ、それぞれの上には、また、前記周囲物体４
にも、その中央部に温度センサー７3 が取り付けられて
いる（図１の実施例では、温度センサーに熱電対を用い
ている）。更に温度測定の安定性を増すために、周囲物
体４と同じ温度を保てるように、例えば銀などの熱伝導
性の良い材料から成るキャップ９1 、９2 が試料側容器
８1 及び参照物質側容器８2 を囲むように周囲物体４に
連結して設けられている。１０は前記温度センサー
７1 、７2 及び７3から出力した温度信号に基づいて未
知試料の比熱容量を算出する例えばパソコンなどの比熱
容量演算手段で、この作用については以下に詳述する。
感熱板２には、それぞれ温度センサー７1 及び７2 が取
り付けられ、それぞれの上には、また、前記周囲物体４
にも、その中央部に温度センサー７3 が取り付けられて
いる（図１の実施例では、温度センサーに熱電対を用い
ている）。更に温度測定の安定性を増すために、周囲物
体４と同じ温度を保てるように、例えば銀などの熱伝導
性の良い材料から成るキャップ９1 、９2 が試料側容器
８1 及び参照物質側容器８2 を囲むように周囲物体４に
連結して設けられている。１０は前記温度センサー
７1 、７2 及び７3から出力した温度信号に基づいて未
知試料の比熱容量を算出する例えばパソコンなどの比熱
容量演算手段で、この作用については以下に詳述する。
【００２４】次に、上記測定装置を用いた本発明の比熱
容量測定方法を説明する。
容量測定方法を説明する。
【００２５】ａ）試料側感熱板１及び参照物質側感熱板
２に試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 を空のまま
載せ、電源に接続されたヒータ５を加熱し、周囲物体４
を所定速度ｖで昇温させる。加熱された試料側感熱板
１、参照物質側感熱板２及び周囲物体４の温度Ｔ1b、Ｔ
2b及びＴ0 を温度センサー７1 、７2 及び７3 により測
定する。この温度Ｔ1b、Ｔ2b及びＴ0 に対応する温度信
号は、比熱容量演算手段１０に入力し、記憶される。
２に試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 を空のまま
載せ、電源に接続されたヒータ５を加熱し、周囲物体４
を所定速度ｖで昇温させる。加熱された試料側感熱板
１、参照物質側感熱板２及び周囲物体４の温度Ｔ1b、Ｔ
2b及びＴ0 を温度センサー７1 、７2 及び７3 により測
定する。この温度Ｔ1b、Ｔ2b及びＴ0 に対応する温度信
号は、比熱容量演算手段１０に入力し、記憶される。
【００２６】ｂ）試料側感熱板１及び参照物質側感熱板
２に載せた試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 のそ
れぞれに重量ｍ1 及びｍ2 の熱容量が既知の標準試料
（例えば比熱容量の良く調べられた物質、例えばサファ
イア）を入れ、ａ）のときと同様に、加熱された試料側
感熱板１、参照物質側感熱板２及び周囲物体４の温度Ｔ
1r、Ｔ2r及びＴ0 を温度センサー７1 、７2 及び７3 に
より測定する。この温度Ｔ1r、Ｔ2r及びＴ0 に対応する
温度信号も、比熱容量演算手段１０に入力し、記憶され
る。 ｃ）試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２に載
せた試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 にそれぞれ
熱容量が未知の試料を入れ、ａ）のときと同様に、加熱
された試料側感熱板１、参照物質側感熱板２及び周囲物
体４の温度Ｔ1s、Ｔ2s及びＴ0 を温度センサー７1 、７
2 及び７3 により測定する。この温度Ｔ1s、Ｔ2s及びＴ
0 に対応する温度信号も、比熱容量演算手段１０に入力
し、記憶される。 以上、ａ）、ｂ）及びｃ）の３回の
測定を繰り返し、比熱容量演算手段１０は、これに記憶
された温度信号に対応する温度Ｔ1b、Ｔ1r、Ｔ1s及びＴ
0 と標準試料の既知の熱容量Ｃ1rを前記（２１）式のＣ
1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b）に代入して演
算することにより、試料側感熱板１上の未知の試料の熱
容量Ｃ1sを算出し、更に上記Ｃ1p＝Ｃ1s／ｍ1 に代入し
て演算することにより該未知の試料の比熱容量Ｃ1pを算
出する。また、記憶された温度信号に対応する温度
Ｔ2b、Ｔ2r、Ｔ2s及びＴ0 と標準試料の既知の熱容量Ｃ
2rを前記（２３）式のＣ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ
2r−Ｙ2b）に代入して演算することにより、参照物質側
感熱板２上の他の未知の試料の熱容量Ｃ2sを算出し、更
に上記Ｃ2p＝Ｃ2s／ｍ2 に代入して演算し、該未知の試
料の比熱容量Ｃ2pを算出する。この算出された２個の未
知の試料の比熱容量Ｃ1p及びＣ2pを比熱容量演算手段１
０自身または別個に設けられた表示器（図示しない）に
表示する。
２に載せた試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 のそ
れぞれに重量ｍ1 及びｍ2 の熱容量が既知の標準試料
（例えば比熱容量の良く調べられた物質、例えばサファ
イア）を入れ、ａ）のときと同様に、加熱された試料側
感熱板１、参照物質側感熱板２及び周囲物体４の温度Ｔ
1r、Ｔ2r及びＴ0 を温度センサー７1 、７2 及び７3 に
より測定する。この温度Ｔ1r、Ｔ2r及びＴ0 に対応する
温度信号も、比熱容量演算手段１０に入力し、記憶され
る。 ｃ）試料側感熱板１及び参照物質側感熱板２に載
せた試料側容器８1 及び参照物質側容器８2 にそれぞれ
熱容量が未知の試料を入れ、ａ）のときと同様に、加熱
された試料側感熱板１、参照物質側感熱板２及び周囲物
体４の温度Ｔ1s、Ｔ2s及びＴ0 を温度センサー７1 、７
2 及び７3 により測定する。この温度Ｔ1s、Ｔ2s及びＴ
0 に対応する温度信号も、比熱容量演算手段１０に入力
し、記憶される。 以上、ａ）、ｂ）及びｃ）の３回の
測定を繰り返し、比熱容量演算手段１０は、これに記憶
された温度信号に対応する温度Ｔ1b、Ｔ1r、Ｔ1s及びＴ
0 と標準試料の既知の熱容量Ｃ1rを前記（２１）式のＣ
1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b）に代入して演
算することにより、試料側感熱板１上の未知の試料の熱
容量Ｃ1sを算出し、更に上記Ｃ1p＝Ｃ1s／ｍ1 に代入し
て演算することにより該未知の試料の比熱容量Ｃ1pを算
出する。また、記憶された温度信号に対応する温度
Ｔ2b、Ｔ2r、Ｔ2s及びＴ0 と標準試料の既知の熱容量Ｃ
2rを前記（２３）式のＣ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ
2r−Ｙ2b）に代入して演算することにより、参照物質側
感熱板２上の他の未知の試料の熱容量Ｃ2sを算出し、更
に上記Ｃ2p＝Ｃ2s／ｍ2 に代入して演算し、該未知の試
料の比熱容量Ｃ2pを算出する。この算出された２個の未
知の試料の比熱容量Ｃ1p及びＣ2pを比熱容量演算手段１
０自身または別個に設けられた表示器（図示しない）に
表示する。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、２個の試料の比熱容量を同時
に測定することができるため、従来のものに比べて複数
の試料の比熱容量を迅速に測定することができるという
効果を有する。
に測定することができるため、従来のものに比べて複数
の試料の比熱容量を迅速に測定することができるという
効果を有する。
【図１】 本発明実施の比熱容量測定装置の一例をその
要部を断面で示す説明図。
要部を断面で示す説明図。
【図２】 従来の比熱容量測定装置の要部断面図。
【図３】 熱容量を測定する動作の説明図。
１……試料側感熱板 ２……参照物質側感熱
板 ４……周囲物体 ５……ヒータ ７1 、７2 、７3 ……温度センサー ８1 、８2 ……
容器 ９1 、９2 ……キャップ １０……比熱容
量演算手段
板 ４……周囲物体 ５……ヒータ ７1 、７2 、７3 ……温度センサー ８1 、８2 ……
容器 ９1 、９2 ……キャップ １０……比熱容
量演算手段
Claims (3)
- 【請求項１】 示差走査熱量計において、試料側感熱板
及び参照物質側感熱板を、周囲物体を介して所定の昇温
速度で加熱し、前記試料側感熱板上の容器及び参照物質
側感熱板上の容器をそれぞれ空にしたとき、前記試料側
感熱板上の容器及び参照物質側感熱板上の容器にそれぞ
れ熱容量が既知の標準試料を入れたとき並びに前記試料
側感熱板上の容器及び参照物質側感熱板上の容器にそれ
ぞれ熱容量が未知の試料を入れたときの試料側感熱板及
び参照物質側感熱板と周囲物体との温度差をそれぞれ同
時に測定し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側感
熱板と周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出することを特徴とする比熱容量測定方法。 - 【請求項２】 示差走査熱量計において、試料側感熱板
と、参照物質側感熱板と、該試料側感熱板及び参照物質
側感熱板に熱を伝える周囲物体と、試料側感熱板及び参
照物質側感熱板にそれぞれ載せる容器と、試料側感熱板
及び参照物質側感熱板を所定の昇温速度で加熱する加熱
部材と、試料側感熱板、参照物質側感熱板及び周囲物体
にそれぞれ取り付けられた温度センサと、前記温度セン
サーの出力信号が入力し、下式 Ｃ1s＝Ｃ1r（Ｙ1s−Ｙ1b）／（Ｙ1r−Ｙ1b） 但し、 Ｃ1r：試料側容器に標準試料を入れたと
きの標準試料の既知熱容量 Ｙ1b：試料側容器が空のときの試料側感熱板と周囲物体
との温度差 Ｙ1r及びＹ1s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を試料側容器に入れたときの試料側感熱板と周
囲物体との温度差 Ｃ2s＝Ｃ2r（Ｙ2s−Ｙ2b）／（Ｙ2r−Ｙ2b） 但し、 Ｃ2r：参照物質側容器に標準試料を入れ
たときの標準試料の既知熱容量 Ｙ2b：参照物質側容器が空のときの参照物質側感熱板と
周囲物体との温度差 Ｙ2r及びＹ2s：熱容量が既知の標準試料及び熱容量が未
知の試料を参照物質側容器に入れたときの参照物質側側
感熱板と周囲物体との温度差 より２個の未知試料の熱容量Ｃ1s及びＣ2sを算出し、該
熱容量Ｃ1s及びＣ2sから２個の未知試料の比熱容量を算
出する比熱容量演算手段を具備することを特徴とする比
熱容量測定装置。 - 【請求項３】 周囲物体に連結され、試料側感熱板及び
参照物質側感熱板の上の容器をそれぞれ囲む熱伝導性の
良いキャップを具備することを特徴とする請求項２に記
載の比熱容量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24253697A JPH1183771A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 比熱容量測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24253697A JPH1183771A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 比熱容量測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183771A true JPH1183771A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17090580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24253697A Withdrawn JPH1183771A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 比熱容量測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1183771A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102128855A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 高温热物理性能测量装置及其测量方法 |
| CN103512913A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 中国科学院微电子研究所 | 一种路面状态测定方法及装置 |
| KR20190029468A (ko) * | 2017-09-12 | 2019-03-20 | 에스펙 가부시키가이샤 | 열용량 측정 장치 및 열용량 측정 방법 |
| CN111289558A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-16 | 苏交科集团股份有限公司 | 一种微波加热沥青路面效率测试装置及方法 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24253697A patent/JPH1183771A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102128855A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 高温热物理性能测量装置及其测量方法 |
| CN103512913A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 中国科学院微电子研究所 | 一种路面状态测定方法及装置 |
| KR20190029468A (ko) * | 2017-09-12 | 2019-03-20 | 에스펙 가부시키가이샤 | 열용량 측정 장치 및 열용량 측정 방법 |
| JP2019049502A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-03-28 | エスペック株式会社 | 熱容量測定装置及び熱容量測定方法 |
| CN111289558A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-16 | 苏交科集团股份有限公司 | 一种微波加热沥青路面效率测试装置及方法 |
| CN111289558B (zh) * | 2020-02-17 | 2022-08-23 | 苏交科集团股份有限公司 | 一种微波加热沥青路面效率测试装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |