Kaloriméter - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
hőmennyiségmérő
Az élettani fűtőérték meghatározásához lásd a bomba kalorimétert. Az energia meghatározásához szükséges kalorimétereket megtalálhatja az elemi részecskefizikában a kaloriméterek alatt (részecskefizika).
A hőmennyiségmérő (lat. kalória,A hő ’) olyan mérőeszköz (vagy készülék), amely meghatározza a fizikai, kémiai vagy biológiai folyamatok során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiséget. A kaloriméter segítségével meghatározható az anyag fajlagos hőkapacitása is. Különbséget tesznek a kaloriméterek között olyan üzemmódok szerint, mint az adiabatikus vagy az izotermikus, vagy a mérési elv szerint, például a teljesítménykompenzáció vagy a hővezetési elv szerint. Magát a mérési folyamatot kalorimetriának nevezzük. Hugo Junkers 1892 júniusában regisztrálta a kalorimétert első szabadalmaként. Ő maga mérőeszközként használta az üzemanyag-gázok fűtőértékének meghatározására.
A kémiai reakcióból származó reakcióhő mérésére szolgáló kalorimétereket nevezzük Reakció kaloriméter kijelölt.
Tábornok
A kalorimetrikus méréseket kaloriméterben végezzük. A legtöbb esetben hőt adnak a kaloriméterhez, vagy elveszik onnan, és megfigyelik a hőmérséklet változását. Hőmérő használata esetén Beckmann hőmérőnek vagy digitális hőmérőnek kell lennie (leolvasási pontosság legfeljebb 0,01 K). Sokféle kaloriméter létezik. A következő csoportokba oszthatók:
Anizoterm kaloriméterek
A kaloriméter hőszigetelt a környezettől. A hőcsere folyadékkal (folyékony kaloriméter) vagy fémmel (fém blokk kaloriméter) történik. Ez a fajta eszköz a kalorimetriában a leggyakoribb. Megfelelő munkavégzéssel akár 0,01% -os pontosságot is elérhet. Ezt az eljárást akkor alkalmazzák, amikor a hőcsere legfeljebb 20 percet vesz igénybe.
Folyékony kaloriméter
Ez egy duplafalú réztartályból áll, amelynek közti tér vízzel van feltöltve, és amelynek célja a hőmérséklet-állandó környezet biztosítása a belső kaloriméterben. A vékony fémlemezből készült kaloriméter edényt hőszigetelt alapra helyezzük. A kaloriméter folyadékként közönséges vizet használnak, de más folyadékok is használhatók. A keverő, amelynek sebességének állandónak kell maradnia, jobb hőcserét biztosít. A hőmérséklet változását hőmérővel mérjük. Lásd még: Bomba kaloriméter a fűtőérték meghatározásához.
Adiabatikus kaloriméterek
Ezekkel az eszközökkel a kaloriméter folyadék és az edény köpenyének hőmérséklet-különbségét folyamatosan kompenzálják fűtéssel vagy hűtéssel. Mindkét folyamatnak azonos sebességgel kell végbemennie. Minél lassabb a hőátadás a kaloriméterre, annál könnyebb ezt elérni (20-60 perc).
Izoterm kaloriméterek
Ezekkel az eszközökkel a hőmennyiség bizonyos anyagokból származik, amelyek fázisváltozáson mennek keresztül. A hőmérséklet ezért a kísérlet során állandó marad. Ezeket az eszközöket fáziaváltó kaloriméterként is ismerik. Lassú reakciókhoz használják, amelyek több órát vesznek igénybe.
Jég kaloriméter
Ez a kaloriméter az egyik legpontosabb a hőmennyiség 0 ° C-on történő mérésére. A mérendő hő mennyiségével a jég megolvad. Mivel a víz összeolvadási hője ismert, az olvadékvíz mennyiségéből meghatározható a hőmennyiség.
A klasszikus jégkaloriméter tölcsér alakú belső tartályból áll, amelyet egy külső tartály vesz körül. Az előkészítés során a belső tartályt desztillált vízzel, a külső tartályt hideg keverékkel töltjük meg, így jégréteg képződik a belső tartály belső falán. Ezután a hideg keveréket és a maradék, nem fagyott vizet leeresztjük, és a teljes kalorimétert a víz olvadáspontjára melegítjük. A kísérletet a belső tartályba helyezzük, és a kalorimétert fedővel lezárjuk. A kialakuló olvadékvíz a belső tartály kimenetéből kifut a méréshez.
Kondenzációs kaloriméter
Ezt a kalorimétert, amelyet gyakran gőzkaloriméternek is neveznek, elsősorban az anyag fajlagos hőteljesítményének meghatározására használják 100 ° C és 20 ° C között. Kondenzáló gázként vízgőzt használnak. A vizsgálandó K testet finom huzallal felfüggesztjük egy érzékeny skálán, és a kaloriméter belsejében helyezkedik el. Ha hirtelen telített vízgőzt vezet be ebbe a térbe, amely megszabadult a csepegő folyadéktól, akkor bizonyos mennyiségű gőz kondenzálódik a kezdetben hideg testen, amíg a test el nem éri a gőz hőmérsékletét. A testbe ΔQ = r m hőmennyiség került (ΔQ = hőmennyiség; r = kondenzációs hő; m = sűrített gőz tömege).
A test aljára rögzített vékony falú platina edény véd a víz csöpögésétől. Figyelembe kell venni a gőzáramlás következtében fellépő felhajtóerőt. A módszer nagyon pontos értékeket adhat meg.
Hőcserélő kaloriméter
A több órán át néhány hónapig terjedő reakciók esetén gyors és teljes hőcsere biztosított a környezettel. A sebességet az idő függvényében mérjük.
Reakció kaloriméter
Reakció kaloriméter kémiai alkalmazásokra optimalizált kaloriméterek. Kémiai folyamatok fejlesztésére használják a reakció során keletkező hő és a teljesítmény időbeli lefutásának (hőáram) mérésére. Az így kapott hőadatok szükségesek a folyamat biztonsági értékeléséhez és a reaktor hűtőrendszereinek tervezéséhez.
- Hőáramlás kaloriméter,
- Hőmérleg kaloriméter és
- adiabatikus kaloriméterek
Hőáramlás és hőmérleg kaloriméterek léteznek i. d. Általában laboratóriumi reaktorrendszerből, a lehető legpontosabb hőmérsékletmérő rendszerrel. Ezeket a kalorimétereket többnyire izotermikusan működtetik, vagyis a reaktor belső hőmérsékletét egy szabályozóval ellátott köpeny hőmérséklet-szabályozó rendszerrel állandó értéken tartják. Ekkor a falon keresztül elvezetett hőteljesítmény megegyezik a kémiailag előállított kibocsátással.
A hőmérséklet-szabályozó köpeny és a reaktor tartalma közötti hőmérséklet-különbséget a hőáramlás kaloriméterben mérjük, és ebből számítjuk a falon keresztül szállított hőteljesítményt.
A hőmérleg kaloriméterben megmérik a hőmérséklet-szabályozó köpeny áramlásának és visszatérésének hőmérséklet-különbségét, valamint a hőmérséklet-szabályozó közeg tömegáramát, és ebből számítják a falon szállított hőteljesítményt.
Az adiabatikus kaloriméterrel a reagensek szigetelt edényben vannak. A reakció által termelt hőenergiát a mért hőmérséklet-emelkedésből számoljuk.
Részecskefizika
A részecskefizikában a kaloriméter egy részecske energiájának meghatározására szolgáló eszköz, lásd kaloriméter (részecskefizika).