КАЛОРИМЕТР
КАЛОРИ́МЕТР -а; м. [от лат. calor - тепло и греч. metron - мера] Прибор для измерения количества теплоты (в калориях), выделяемой или поглощаемой телами при каком-л. физическом, химическом или биологическом процессе (например, при сжигании топлива или при теплообмене).
* * *
калори́метр (от лат. calor - тепло и ...метр), прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся при различных физических, химических или биологических процессах.
* * *
КАЛОРИМЕТР - КАЛОРИ́МЕТР (от лат. calor - тепло и греч. metron - мера, metreo - измеряю), прибор для измерения количеств теплоты, выделяющейся или поглощающейся при различных физических, химических или биологических процессах. Термин «калориметр» был предложен А. Лавуазье (см. ЛАВУАЗЬЕ Антуан Лоран) и П. Лапласом (см. ЛАПЛАС Пьер Симон) (1780).
Современные калориметры работают в диапазоне температур от 0,1 до 3500 К и позволяют измерять количество теплоты с точностью до 10-2%. Устройство калориметров весьма разнообразно и определяется характером и продолжительностью изучаемого процесса, областью температур, при которых производятся измерения, количеством измеряемой теплоты и требуемой точностью.
Калориметр, предназначенный для измерения суммарного количества теплоты Q, выделяющейся в процессе от его начала до завершения, называют калориметром-интегратором; калориметр для измерения тепловой мощности L и ее изменения на разных стадиях процесса - измерителем мощности или калориметром-осциллографом. По конструкции калориметрической системы и методу измерения различают жидкостные и массивные калориметры, одинарные и двойные (дифференциальные).
Жидкостный калориметр-интегратор переменной температуры с изотермической оболочкой применяют для измерений теплот растворения и теплот химических реакций. Он состоит из сосуда с жидкостью (обычно водой), в котором находятся: камера для проведения исследуемого процесса («калориметрическая бомба (см. КАЛОРИМЕТРИЧЕСКАЯ БОМБА)»), мешалка, нагреватель и термометр. Теплота, выделившаяся в камере, распределяется затем между камерой, жидкостью и другими частями калориметра, совокупность которых называют калориметрической системой прибора. Изменение состояния (например, температуры) калориметрической системы позволяет измерить количество теплоты, введенное в калориметр. Нагрев калориметрической системы фиксируется термометром.
В калориметре-интеграторе другого вида - изотермическом (постоянной температуры) введенная теплота не изменяет температуры калориметрической системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть этой системы (например, таяние льда в ледяном калориметре Бунзена). Количество введенной теплоты рассчитывается в этом случае по массе вещества, изменившего агрегатное состояние (например, массе растаявшего льда, которую можно измерить по изменению объёма смеси льда и воды), и теплоте фазового перехода (см. ТЕПЛОТА ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА).
Теплоемкость газов, а иногда и жидкостей, определяют в так называемых проточных лабиринтных калориметрах - по разности температур на входе и выходе стационарного потока жидкости или газа, мощности этого потока и джоулевой теплоте, выделенной электрическим нагревателем калориметра.
Калориметр, работающий как измеритель мощности, в противоположность калориметру-интегратору должен обладать значительным теплообменом, чтобы вводимые в него количества теплоты быстро удалялись и состояние калориметра определялось мгновенным значением мощности теплового процесса. Тепловая мощность процесса находится из теплообмена калориметра с оболочкой. Такие калориметры, разработанные французским физиком Э. Кальве, представляют собой металлический блок с каналами, в которые помещают цилиндрические ячейки. В ячейке проводится исследуемый процесс; металлический блок играет роль оболочки (температура его поддерживается постоянной с точностью до 10-5-10-6 К).
В адиабатическом калориметре температура оболочки регулируется так, чтобы она была всегда близка к меняющейся температуре калориметрической системы. Адиабатическая оболочка - легкая металлическая ширма, снабженная нагревателем, - уменьшает теплообмен настолько, что температура калориметра меняется лишь на несколько десятитысячных К/мин. При помощи адиабатического калориметра определяют теплоемкость твердых и жидких веществ в области от 0,1 до 1000 К. При комнатных и более низких температурах адиабатический калориметр, защищенный вакуумной рубашкой, погружают в сосуд Дьюара (см. ДЬЮАРА СОСУД), заполненный жидким гелием, водородом или азотом. При повышенных температурах (выше 100 °С) калориметр помещают в термостатированную электрическую печь.
Обычные названия калориметров - «для химической реакции», «бомбовый», «изотермический», «ледяной», «низкотемпературный» - имеют историческое происхождение и указывают главным образом на способ и область использования калориметров, не являясь ни полной, ни сравнительной их характеристикой.