Mi a kaloriméter és mire való? Hőmérés
Kaloriméter, amely bármilyen fizikai, kémiai vagy biológiai folyamat során felszabadult vagy elnyelt hőmennyiség mérésére szolgál.
A modern kaloriméterek 0,1 és 3500 Kelvin közötti hőmérséklet-tartományban működnek, és lehetővé teszik a hőmennyiség 0,01-10% pontossággal történő mérését. A kaloriméterek elrendezése nagyon változatos, és ezt a vizsgált folyamat jellege és időtartama, a mérések hőmérsékleti tartománya, a mért hőmennyiség és a szükséges pontosság határozza meg.
A termodinamikában a kalorimétereket használják a termodinamikai folyamat entalpiajának mérésére.
Kaloriméterek és napenergia
A kaloriméterek egyik alkalmazása a napenergia területén megtalálható a napenergia-hőenergia rendszerekben. Ezek az eszközök fontosak a fűtési rendszerek hőhatékonyságának kiszámításához és a használati melegvíz előállításához.
A kaloriméter egy fűtési rendszerben egy olyan berendezés, amelyet minden radiátorba beépítenek, és amely két hőmérsékletet mér: a radiátor felületének és a szobai környezetnek a hőmérsékletét, a fogyasztást ezen adatokkal kiszámítva, valamint a radiátor jellemzői és mérete alapján.
A kaloriméterek típusai
A kalorimétert, amelyet a folyamat során felszabaduló teljes hőmennyiség mérésére terveztek a kezdetétől a befejezéséig, integráló kaloriméternek nevezzük.
A kalorimétert a hőteljesítmény és annak változásainak mérésére használják a termodinamikai folyamat különböző szakaszaiban, teljesítménymérővel vagy kaloriméter-oszcilloszkóp segítségével. A kalorimetrikus rendszer kialakítása és a mérési módszer megkülönbözteti a folyékony és a masszív kalorimétereket, egy- és kettős (differenciál).
Folyékony integrátor kaloriméter
Izotermikus köpennyel ellátott, változó hőmérsékletű folyékony kaloriméter-integrátort használnak az oldat hőjének és a kémiai reakciók melegének, vagy a kémiai energia mérésére. Folyadékot (általában vizet) tartalmazó tartályból áll, amelyben van: egy kamra a vizsgált folyamat végrehajtására ("kalorimetrikus bomba"), keverőből, fűtőberendezésből és hőmérőből. A kamrába engedett hő ezután eloszlik a kamra, a folyadék és a kaloriméter többi része között, amelyek teljes egészét az eszköz kalorimetrikus rendszerének nevezzük.
Folyékony kaloriméterekben a héj izoterm hőmérsékletét állandó értéken tartják. A kémiai reakció hőjének meghatározásakor a legnagyobb nehézségek gyakran nem a másodlagos folyamatok figyelembevételével, hanem a reakció integritásának és számos reakció figyelembevételének szükségességével társulnak.
Kalorimetrikus mérések
A kalorimetrikus rendszer állapotának (például hőmérsékletének) változása lehetővé teszi a kaloriméterbe bevitt hőmennyiség mérését. A kalorimetrikus rendszer felmelegedését hőmérővel rögzítik. A mérések elvégzése előtt a kalorimétert kalibrálni kell: a kalorimetrikus rendszer hőmérséklet-változását akkor határozzák meg, amikor ismert hőmennyiséget közölnek vele (kaloriméteres fűtéssel vagy a kamrában kémiai reakció eredményeként ismert mennyiségű hőmennyiséggel). standard anyag).
A kalibrálás eredményeként megkapjuk a kaloriméter hőértékét, vagyis azt az együtthatót, amellyel a kaloriméter hőmérővel mért hőmérsékletének változását meg kell szorozni a belé vezetett hőmennyiség meghatározásához. Az ilyen kaloriméter hőértéke a kalorimetrikus rendszer hőkapacitása. Az ismeretlen fűtőérték vagy más kémiai termodinamikai reakció Q meghatározása a kalorimetriai rendszer hőmérséklet-változásának Δt mérésére szolgál, amelyet a vizsgált folyamat okoz: Q = c Δt. A Q-érték általában az anyag tömegére vonatkozik a kaloriméter-kamrában.