Способ измерения теплоемкости

Союз Соаетскнх Соцнаннстичеснна РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. саид-в(51)М. Кл.С 01 М 25 22) Заявлено 07.1 296/18-2 с присоединением заявки М венный комСССРм изобретеичйоткрытий осуда мтет) Приоритет по де тень М публиковано 15.09.81. Бю ата опубликования описан 53) УДК 536.6,А. жаукто с кое бюроявив ко ос Государст теплнное специаль изического пр 71) Заявитель(54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОС к измерениюстик веществ. Известен способ измерения теплоемкости, заключающийся в том, что измеряют количество тепла, сообщенноеисследуемому образцу, затем измеряют величинуна которую возрастаеттемпература образцов 1 1,10Однако этот способ не обладаетвысокой точностью измерения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ контактного тепломера. Данныйспособ реализуется на калориметре 15ДК-С, Калориметр имеет массивноетепловыравнивающее ядро и измерительную ячейку. Исследуемый образец помещают в ячейку. Ядро монотонно разогревают, Определяют скорость разогрева образца и величину отстаиваниятемпературы образца от температурытепловыравнивающего ядра. По этимпараметрам определяют теплоемкость 21,Данный способ предусматривает ряддовольно сложных замеров, что понижает точность и усложняет процессизмерения теплоемкости.Цель изобретения - упрощение ицесса измерения и повышение точно батареи ячеек оп Данного способа,. ен поэвос точносгнал неПредлагаемый способ дол лять измерять теплоемкость тью 1-2. В связи с этим с обходимо снимать через вре нее пяти постоянных времен т,е. Г=5 Сяч, так как через мя сигнал с дифференциальн батареи достигнет не менее своего установившегося знач время снятия отсчета не дол вышать 1 от постоянной вре т.е. В 10,01, чтобы нелине 0 чейки, то вре й термо от ения. Но жно премени ядр йность и рости. 30. Изобретение относитеплофиэических характ Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения теплоемкости при монотонном разогреве тепловыравниваюшего ядра путем подачи мощности на его электронагреватель, снимают сигнал с дифференциальной термоэлектробатареи калориметрических ячеек по истечении не менее пяти постоянных времени калориметрической ячейки, но не более одной сотой от постоянной времени ядра, и по следующей зависимости определяют значение теплоемкости исследуемого образца. Выбор времени снятия сигнала с дифференциальной термоределяется точностьюменения температуры не превышала 1 Ъ(См. Физическую сущность способа).Таким образом,001T)гТЪ 5 Йдч,где Г - время снятия отсчета,постоянная нремени ячейки,Гу - постоянная времени ядра.0 значении темлоемкости исследуемого образца судят по следующей зависимости джей ы06- ов А. и ф где 6 О д 1 Ч 4сбс где 6 теплоемкость ячейки,Рабочая ячейка 3 с исследуемым образцом 5 поглощает теплоную мощность О, которую определяют по Формуледйа жс+6 о Сов ) гДе 6 С в теплоемкость обРаэЦа. Если скорость разогрева постояннамасса исследуемогообразца,СОБудельная теплоемкость 15материала образца,6 о Сов - теплоемкость исследуемого образца,сигнал, снимаемый сдифференциальной термо 20электробатареи,А чувствительность калориметрической ячейки,Ч мощность, рассеиваемаяна электронагревателе р 5ядра;6Ямасса теплоныравнинающего ядра,С удельная теплоемкостьматериала ядра;6 . С - теплоемкость тепловыЯ 9раннивающего ядра.На чертеже изображена конструктивная схема калориметра, реализующаяпредлагаемый способ,Схема содержит массивное тепловыраннивающее ядро 1, электрический нагреватель 2 ядра, калориметрическуюрабочую ячейку 3, калориметрическуюячейку сравнения 4, образец 5 и дифференциальную измерительную термоэлектробатарею б.Физическая сущность способа заключается в следующем.На нагреватель 2 тепловыраннивающего ядра 1 подается электрическая 45мощность со стабилизатора. При этомтемпература ядра начинает возрастатьсо скоростью. Скорость изменения температуры калориметрических ячеекта же, Ячейка сравнения (пустая ячейка 4) поглощает тепловую мощность окоторую определяют по формуле но иэ Формулы величина дц пропорциональна теплоемкости исследуемого образца, Величина ДО вызывает в цепи дифференциальной термоэлектробатареи калориметрических ячеек сигнал дО, Зная чувствительность термоэлектробатареи рабочей ячейки, по сигналу АО определяем величину до. Учитывая высокую теплопроводность тепловыравнинающего ядра, где температурное поле можно описать следующим дифференциальным уравнениемдс Ы% где И - мощность, рассеиваемая нанагревателе ядра7: - постоянная времени ядра,время,Таким образом, если время Г снятия сигналаьО лежит в интервале0,017 ъТ 1 Суу,то сигнал дО буцет снят,так как с погрешностью не более 1%можно будет пренебречь множителемЕ фЭ. Погрешность измерения будетлежать в интервале 1-2.Температурное реле ядра можетбьгь описано уравнениемдг ид с.д сяТогда теплоемкость исследуемого образца можно ныразить следующим образомдэба сЛоб сОБ ОБ я А игде дО - сигнал, снимаемый с дифференциальной термоэлектробатареи,А - чувствительность калориметрической ячейки,В дальнейшем, после создания специальногокалориметра для реализацииописанного способа, будет проводиться градуировка калориметра по образцам с известной теплоемкостью, Тогдавыше приведенная расчетная формулапримет нид6 О, Сов. =Предлагаемйй способ измерения теплоемкости осуществляется следующимобразом.В рабочую ячейку калориметра поме.щают исследуемый образец. Затем нанагреватель тепловыравнивающего ядракалориметра подают и электрическуюмощность, и ядро монотонно разогревается. Через определенное время(см.выше) снимают электрический сигнал с дифференциальной измерительнойтермоэлектробатареи. Затем по формуле, приведенной в описании способа,вычисляют теплоемкость исследуемогообразца.Предлагаемый способ по сравнениюс известными значительно повышаетточность измерения, применение его864084 Формула изобретения Составитель А.Хорцев Редактор М.Келемеш Техред А. Ач Корректор С,ШекмарЗаказ 7770/62 Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 сильно упрощает измерения, так как исключает целый ряд довольно сложных замеров, Данный способ позволяетизмерять теплоемкость с точностью 1- %, а в известном точность составляет 2 0-2 5.У /5 Способ измерения теплоемкости в калориметре при монотонном разогреве тепловыравнивающего ядра путем подачи мощности на его электронагреватель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса изме 15 рения и повышения точности, с дифференциальной термоэлектробатареи калориметрических ячеек снимают сигналпо истечении ,е менее пяти постоянных времени калориметрической ячейки,но не более одной сотой от постоянной времени ядра, и по следующей зависимости определяют значение теплоемкости исследуемого образца,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кальва Э. и Прам А. Микрокалометрия. ИЛ, 1963, с.41-50.2. Платунов Е.С. Теплофизическиеизмерения в монотонном режиме. Л.,