SU785703A1 - Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени - Google Patents
Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU785703A1 SU785703A1 SU792717310A SU2717310A SU785703A1 SU 785703 A1 SU785703 A1 SU 785703A1 SU 792717310 A SU792717310 A SU 792717310A SU 2717310 A SU2717310 A SU 2717310A SU 785703 A1 SU785703 A1 SU 785703A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ampoule
- heat
- substance
- substances
- heating
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
1
Изобретение относитс к области теплофиэического приборостроени и примен етс дл исследовани температурной зависимости удельной теплоемкости веществ в диапазоне температур от -150 до , в том числе жидкостей до давлений 15 МПа.
Известны способы дл измерени удельной теплоемкости веществ, работанлцих по адиабатическому методу непрерывного нагрева Щ .
В них адиабатическа оболочка со всех сторон окружает образец (стакан .с исследуемым веществом), и разогрев производитс нагревателем , введенным внутрь образца. Измер ютс скорость разогрева и мощ-. ность нагревател . Он сравнительно легко реализуетс дл твердых материалов , но применение его дл жидкостей св зано с трудностью конструктивного выполнени адиабатической оболочки. Дл заполнени ампулы жидкостью и передачи на жидкость высокого давлени необходимы подвод щие трубки, которые представл ют собой сильные тепловые мосты. В св зи с этим в способах измерени теплоемкости жидкостей стрем тс включить проводимость подвод щих
трубок в проводимость тепломера, а последнюю определить из градуировочных опытов.
Ближайшим техническим решением вл етс способ измерени теплоемкости , в котором удельна теплоемкость измер етс путем монотонного разогрева ампулы с веществом и замера температурного перепада на тепло-, мере и скорости -разогрева ампулы. Теплова св зь ампулы с нагревателем осуществл етс т олько через тепломер . Незакрытые тепломером участки поверхности ампулы отделены от среды адиабатической оболочкой 2.
Недостатком способа вл етс относительно невысока точность измерений , котора определ етс погрешностью за счет нестабильности, тепломера . Способ вл етс относительным , так как дл градуировки тепломера необходимо образцовое вещество с известной теплоемкостью. Данный способ очень трудно применить к жидкост м из-за отсутстви образцовых жидкостей в широком диапазоне температур и давлений.
Целью предлагаемого изобретени вл етс повышение точности измере30 ний.
Поставленна цель достигаетс тем, что к ампуле с веществом подвод т измер емый дополнительный тепловой поток, равный произведению скорости разогрева ампулы и полной теплоемкости ампулы с веществом, а также тем, что в устройстве на боковой цилиндрической поверхности ампулы размещаетс дополнительный нагреватель , наход щийс в тепловом контакте с ампулой и выполненный, например в виде п ти последовательно соединенных сйгкций провода,армированных двухканальными керамическими . трубками, вмазанными в пазы боковой цилиндрической поверхности ампулы.
Монотонный режим нагрева реализуетс обычно в устройствах, имеющих массивное, состо щее из р да металлических деталей дро, окруженное теплозащитной оболочкой. В установившемс режиме все детали дра разогреваютс с примерно одинаковой скоростью Ь. Со скоростью Ь разогреваетс и ампула с исследуемым веществом , на ее разогрев идет поток рав« Vw , „V
где С и С - полные теплоемкости тампулы и заполн юцего ее вещества.
Именно такой посто нный дл всего опыта поток и подаетс в ё1мпулу дополнительным нагревателем. Тогда через тепломер будет протекать к ампуле или от нее лишь незначительна часть потока {1), определ ема неточностью задани величины теплоемкости вещества С. Учитыва , что объем ампулы посто нный, а объемные теплоемкости различных веществ Ср различаютс в пределах i(20-30)%, то поток через тепломер не будет превышать 5-10 % от потока (1). Естественно , что при этом точность измерени теплоемкости будет в большой степени определ тьс точностью измерени электрической мощности в дополнительном нагревателе. Мощность измер етс по измеренным значени м тока и напр жени на потенциальных выводах нагревател . Именно это обсто тельство определ ет повышение точности всего способа. Расчетна формула получаетс из уравнени теплового баланса:
(ст+с11г . ,
-(
-
Кт У-т Wa
(2)
де С Л,
удельна теплоемкость вещества;
теплоемкость ампулы (включающа теплоемкость дополнительного нагревател ); масса вещества в ампуле;
m Ь К, скорость разогрева г1мпулы; посто нна тепломера;ь.
Wjj - мощность дополнительного
нагревател ) V - температурный перепад в
тепломере.
Удельна теплоемкость вещества рассчитываетс по формуле (2).
В опыте измер ютс величины V, Ь, а посто нные К и С, определ ютс градуировкой. При градуировке провод тс два опыта с пустой ампулой: первый опыт без дополнительного нагревател , а второй с включенным дополнительным нагревателем.
.
Woi
т куда
К,
(3)
СWa
(И
--v.
Дополнительный нагреватель органически входит в устройство. Он смонтирован посто нно в ампуле и используетс как в градуировочных, так
ив рабочих опытах. Его теплоемкость учитываетс при градуировке как составл юща посто нной CQ,. Градуировочный опыт проводитс при помощи дополнительного нагревател , равной Q « b-Cg, при котором поток через
тепломер будет близок к нулю.
На чертеже изображено устройство дл осуществлени предложенного способа , где 1 - термопара; 2 - термопара 3 - нагревательный блок; 4 трубка дл заливки жидкости/ 5 - основание , 6 - нагреватель адиабатической облочки; 7 - термопара, 8 адиабатическа оболочка, 9 - ампула дл исследуемого вещества 10 - дополнительный нагреватель, 11 - термобaтape 12 - трубка дл ампулы, 13 - основной нагреватель, 14 - теплозащитна оболочка.
Устройство состоит из массивного
металлического дра и теплозащитной оболочки 14 Ядро состоит из герметичной ампулы 9-, в которую зашиваетс исследуема жидкость, основани 5,. нагревательного блока 3
и ёшнабатической оболочки 8. Ампула 9 припа на к основанию 5. Основной нагреватель 13, обеспечивающий разогрев дра с примерно посто нной скоростью, расположен-в нагревательном блоке 3. Дополнительный нагреватель 10 монтируетс в пазах на боковой цилиндрической поверхности ампулы . Трубки 4 и 12 используютс дл заливки жидкости и промывки ампулы после опыта. Термобатаре 11 служит
дл измерени перепада температуры на тепломере. Две термопары 1 и 2 в ампуле используютс дл измерени скорости нагрева ампулы и регулировани температуры адиабатической
оболочки 8. На боковой поверхности
адиабатической оболочки размещаетс нагреватель 6, а внутри боковой стенки оболочки - термопара 7. Ампула выполнена из медноннкелевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью и прочностью. Кроме того,она имеет семь соединенных между собой каналами секций дл увеличени прочности при высоком давлении и обеспечени лучшего соотношени между полными теплоемкост ми исследуемого вещества С и с1мпулы Са Чем выше это отношение,. тем меньше при прочих равных услови х погрешность измерени теплоемкости.
ДополнителБный нагреватель выполнен в виде п ти последовательно соединенных отрезков провода, армированных двухкансшьными керамическими трубками. Допускаетс и любое другое выполнение дополнительного нагревател , важно лишь, чтобы между ампулой и нагревателем осу 1цвствл лс хороший тепловой контакт и можно было бы считать в целом температурное поле ампулы с жидкостью и нагревателем равномерным. Рабочим слоем тепломера вл етс слой нержавеющей стгшн между гор чими и холодными спа ми шестиспайной термобатареи 11,
Работает устройство следующим образом . Через трубку 12 заполн ют eiMпулу 9 исследуемой жидкостью до тех пор, пока она начнет выливатьс из трубки 4, Трубку 4 закрывают,ачерез трубку 12 создают и поддарживсиот в ампуле необходимое давление. Затем охлгикдают дро калориметра жидким азотом до и включсиот основной нагреватель 13. На дополнительном нагревателе устанавливгиот мощность в соответствии с выргикением (1 ) . По показани м тепломера значение мощ кости можно подкорректировать и в дальнейшем не мен ть, В процессе разогрева на различных температурных уровн х провод т измерение перепада температуры на тепломере , скорости нагрева гилпулы и, использу значение мощности дополцительного нагревател , по формуле (2) рассчитывают теплоемкость исследуемого вешества.
Преимуществом предложенного способа и устройства дл измерени удельной теплоемкости веществ по сравнению с прототипом вл етс возможность ;уменьшить погрешность на 2-3%, возникающую за счет нестабильности тепломера. Кроме того, по вл етс возможность градуировки устрой-, ства без образцового вещества, т. е, переход от относительных к абсолютным измерени м. Результатом вл етс повшиенна точность измерений и широкий диапазон температур, который не ограничиваетс наличием образцовых жидкостей.
Предложенные .способ и устройсто могут найти применение при создании промышленных образцов теплофиэичес0 ких приборов. Описанное устройство целиком пригодно дл исследовани твердых и дисперсных материалов, В этом случае необходимо открыть секции на верхнем торце ампулы дл загрузки вещества и убрать трубки,
Claims (2)
- Формула изобретени1,Способ измерени удельной теплоемкости веществ путем монотонного0 разогрева ампулы с веществом и замера температурного перепада на тепломере и скорости разогрева ампулы, отличающийс тем, что,с целью повьиени точности измерени ,5 к ампуле с веществом подвод т измер емый дополнительный тепловой поток, равный произведению скорости разогрева ампулы и полной теплоемкости ампулы с веществом.0
- 2.Устройство дл осуществлени способа по п, 1, содержащее теплозащитную оболочку, нагревательный, блок, исследуемое вещество в ампуле5 с двум термопарами, окруженной сверху и с боков адиабатической оболочкой, и св занной нижним торцом через тепломер с нагревательным блоком, отличающеес тем,0 что на боковой цилиндрической поверхности ампулы размещен дополнительный нагреватель, наход щийс в тепловом контакте с ампулой и выполненный в виде последовательно соединенных секций, армированных двух5 канальными ке{Уамическими трубками, вмазанными в пазы боковой цилиндрической поверхности ампулы.Источники информгщии,0 прин тые во внимание при экспертизе1,Кириллин В,А., Шейндлин А.Е. Исследование термодинамических свойств веществ. М., Госэнергоиздат, 1963, с. 336.52, Платунов Е.С.Теплофизические измерени в монотонном режиме. М,-л,, Энерги , 1973, с,35-42,10в
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792717310A SU785703A1 (ru) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792717310A SU785703A1 (ru) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU785703A1 true SU785703A1 (ru) | 1980-12-07 |
Family
ID=20807075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU792717310A SU785703A1 (ru) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU785703A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100394168C (zh) * | 2004-08-27 | 2008-06-11 | 南京大学 | 液氮气化扫描量热法及液氮气化扫描量热仪 |
-
1979
- 1979-01-22 SU SU792717310A patent/SU785703A1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100394168C (zh) * | 2004-08-27 | 2008-06-11 | 南京大学 | 液氮气化扫描量热法及液氮气化扫描量热仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Burnham et al. | The specific volume of water in the range 1000 to 8900 bars, 20 to 900 C | |
| Busey et al. | The enthalpy of dilution of aqueous sodium chloride to 673 K using a new heat-flow and liquid-flow microcalorimeter. Excess thermodynamic properties and their pressure coefficients | |
| Furukawa et al. | Thermal properties of aluminum oxide from 0 to 1200 K | |
| Kerr | Orthobaric Densities of He 3 1.3° K to 3.2° K | |
| Ott et al. | Excess enthalpies for (ethanol+ water) at 298.15 K and pressures of 0.4, 5, 10, and 15 MPa | |
| Varushchenko et al. | Low-temperature heat capacity of 1-bromoperfluorooctane | |
| Flewelling et al. | Heat capacity anomaly near the lower critical consolute point of triethylamine–water | |
| Ahlberg et al. | The heat capacities of benzene, methyl alcohol and glycerol at very low temperatures | |
| CA2077947A1 (en) | Calorimeter for time/temperature measurements of thermosetting resins (thermosets) | |
| Mursalov et al. | Isochoric heat capacity of heavy water at subcritical and supercritical conditions | |
| Petit et al. | Measurements of (∂ V∂ T) p,(∂ V∂ P) T, and (∂ H∂ T) p by flux calorimetry | |
| Abdulagatov et al. | The two-phase specific heat at constant volume of propane in the critical region | |
| Magee et al. | Isochoric (p, ρ, T) measurements for five natural gas mixtures fromT=(225 to 350) K at pressures to 35 MPa | |
| US3266307A (en) | Adiabatic calorimeter | |
| Mayrath et al. | Measurements of molar heat capacity at constant volume: CV, m {xCH4+(1− x) C2H6, T= 100 to 320 K, p⩽ 35 MPa} | |
| SU785703A1 (ru) | Способ измерени удельной теплоемкости веществ и устройство дл его осуществлени | |
| Abdulagatov et al. | Thermodynamic properties of propane in the critical region | |
| White et al. | Absolute calibration of flow calorimeters used for measuring differences in heat capacities. A chemical standard for temperatures between 325 and 600K | |
| Kabata et al. | Densities of 2, 2, 2-trifluoroethanol in the temperature range from 310 K to 420 K: I. Saturated-liquid densities | |
| Chen et al. | A new flow calorimeter designed for operation to 450° C and 50 MPa | |
| Dordain et al. | Measurements of isobaric heat capacities of gases from 323.15 to 573.15 K up to 30 MPa | |
| Burlew | Measurement of the Heat Capacity of a Small Volume of Liquid by the Piezo-thermometric Method. 1 I. Apparatus for Measuring (∂ T/∂ P) s and Results for Benzene and Toluene | |
| Kurzeja et al. | Accurate measurements of the gross calorific value of methane by the renewed GERG calorimeter | |
| Carter et al. | Calibration and sample-measurement techniques for flow heat-capacity calorimeters | |
| Fuangswasdi et al. | A new flow calorimeter using a eutectic molten salt as the temperature control medium |