現(xiàn)代氧彈法原理
發(fā)布時(shí)間:2013-09-10 點(diǎn)擊次數(shù):1614次 發(fā)熱量的測(cè)定的基本原理很簡(jiǎn)單,首先把氧彈放在一個(gè)盛有足夠浸沒(méi)氧彈的水容器(通常稱水筒或內(nèi)筒)中,再使一定量的試樣在充氧的彈筒中完全燃燒,有燃燒后水溫的升高計(jì)算試樣的發(fā)熱量。單實(shí)際情況并不如此簡(jiǎn)單。第一,試樣燃燒放出的熱量不僅被水吸收,氧彈本身、水筒以及插在水中供攪拌用的攪拌器和供測(cè)溫用的溫度計(jì)都吸收一定的熱量,顯然試樣放出的熱量應(yīng)等于氧彈、水筒以及其中的水?dāng)嚢杵骱蜏囟扔?jì)所吸收的熱量的總和。第二盛氧彈的水筒,或者更確切的說(shuō)量熱系統(tǒng),不是與外界隔絕的,因而他又可能與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換(散熱或吸熱)。為了獲得可靠的測(cè)定結(jié)果,對(duì)此也要給與考慮。
對(duì)第一個(gè)問(wèn)題的解決,通常都是采用已知發(fā)熱量的基準(zhǔn)物,來(lái)標(biāo)定量熱系統(tǒng)溫度每升高1℃所需要的熱量。這個(gè)熱量通常稱為儀器的熱容量或水當(dāng)量。
對(duì)第二個(gè)問(wèn)題的解決,則是把盛氧彈的水筒放在一個(gè)雙臂水套中(習(xí)慣上稱外筒),通過(guò)控制水套的溫度來(lái)消除量熱系統(tǒng)與周圍環(huán)境的熱交換,或者經(jīng)過(guò)計(jì)算對(duì)熱交換所引起的誤差進(jìn)行校正。根據(jù)水套溫度的不同控制方式,形成了目前通用的熱量計(jì)有絕熱式熱量計(jì)和恒溫式熱量計(jì)兩種。
絕熱式熱量計(jì)是以適當(dāng)方式使外筒溫度保持恒定不變,以便可以應(yīng)用較簡(jiǎn)便的計(jì)算公式來(lái)矯正熱交換的影響。保持外筒恒溫的方法有兩種:一是采用大容量的外筒并加絕熱層,少受室溫變化的影響;二是自動(dòng)控溫。為了區(qū)分這兩種類型的儀器,前者又稱為靜態(tài)式,后者成為自動(dòng)恒溫式。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型量熱儀,是由德國(guó)推出的雙桿是自動(dòng)量熱儀。他沒(méi)有內(nèi)筒水和外筒水,氧彈為特制雙層,內(nèi)部嵌有溫度傳感器,根據(jù)點(diǎn)燃試樣后氧彈本身溫度的升高來(lái)計(jì)算式樣的發(fā)熱量。這種熱量計(jì)原則上也屬于恒溫式,氧彈與環(huán)境(儀器外套)之間的熱交換通過(guò)計(jì)算來(lái)校正。這種熱量計(jì)通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和復(fù)雜的計(jì)算,也能給出與上述兩種通用型熱量計(jì)相近的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度。當(dāng)然,這要求發(fā)熱量測(cè)定條件與熱容量標(biāo)定條件有更多地相似性,特別是要求產(chǎn)生的溫升應(yīng)大體相近;同事也要求更頻繁的標(biāo)定儀器的熱容量。