Logic cơ bản của nhiệt kế

Nhiệt kế là thiết bị cốt lõi để đo sự thay đổi nhiệt lượng của vật chất, và (H) là tham số chính của nhiệt động lực học, bản chất của nó là tổng sản phẩm của năng lượng bên trong của vật chất và áp suất và thể tích, tức là H = U + pV. Trong điều kiện áp suất không đổi, nhiệt được hấp thụ hoặc giải phóng bởi vật chất tương đương với sự thay đổi entropy (☺ H), đây là cơ sở cốt lõi của nhiệt kế để xác định entropy - bằng cách nắm bắt chính xác sự thay đổi nhiệt, giá trị entropy được đảo ngược.

Các bước chính để đo nhiệt lượng

Bước đầu tiên, hiệu chuẩn hệ thống. Máy đo nhiệt lượng trước tiên cần hiệu chỉnh công suất nhiệt (C) với vật liệu tiêu chuẩn có nhiệt đốt cháy đã biết (chẳng hạn như axit benzoic), đảm bảo rằng thiết bị có thể chuyển đổi chính xác mối quan hệ giữa nhiệt và sự thay đổi nhiệt độ, công thức là C = Q / ☺ T, trong đó Q là vật liệu tiêu chuẩn giải phóng nhiệt, ☺ T là giá trị thay đổi nhiệt độ.

Bước thứ hai, thử nghiệm mẫu. Đặt mẫu thử nghiệm vào bom oxy đo nhiệt lượng, sạc đủ lượng oxy sau khi đốt cháy, nhiệt giải phóng từ quá trình đốt cháy hoàn toàn mẫu sẽ làm tăng nhiệt độ của hệ thống thiết bị, ghi lại nhiệt độ ban đầu T và nhiệt độ kết thúc T, tính chênh lệch nhiệt độ T = T -T.

Bước thứ ba, tính giá trị enthalpy. Kết hợp với công suất nhiệt đã hiệu chỉnh, nhiệt được giải phóng bởi quá trình đốt cháy mẫu là Q = C × ☺ T, trong kịch bản đốt áp suất không đổi, nhiệt này bằng với sự thay đổi enthalpy của mẫu, nếu cần tính giá trị enthalpy trên đơn vị khối lượng, bạn cần chia cho khối lượng mẫu m, cuối cùng nhận được giá trị enthalpy trên đơn vị khối lượng là H = Q / m.

Lưu ý thực hành

Trong quá trình vận hành cần kiểm soát chặt chẽ sự ổn định của nhiệt độ môi trường xung quanh, tránh sự can thiệp của nhiệt bên ngoài; mẫu phải được làm khô đầy đủ, mài đều để đảm bảo đốt cháy hoàn toàn; hiệu chuẩn và thử nghiệm phải được thực hiện trong điều kiện tương tự để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu công suất nhiệt, những chi tiết này trực tiếp xác định độ chính xác của việc xác định giá trị enthalpy.