вини і від характеру термодинамічного процесу, в якому підводиться або відводиться теплота.
В основу роботи вимірювача теплоємності покладено порівняльний метод динамічного с - калориметра з тепломіром і адіабатичної оболонкою. Теоретичне обгрунтування методу монотонного режиму вимірювання викладено в [9]. p> На малюнку 4.1 показана теплова схема методу динамічного с - калориметра. Зразок (матеріал) випробуваний 1 розміщують всередині металевої ампули 2 і монотонно розігрівають разом з нею за рахунок безперервно надходить до ампулі 2 через тепломір 3 теплового потка Q. Теплова зв'язок ампули 2 і зразка 1 із зовнішнім середовищем допускається тільки через тепломір 3, тому ділянки поверхні ампули відокремлені від середовища оболонкою адіабатичної 4. p> Тепловий потік, що проходить через середнє значення тепломіра 3, йде на розігрів зразка випробуваного 1 і ампули 2 і визначається за формулою
, (4.6)
де - тепловий потік, що йде на розігрів випробуваного зразка 1, Вт; - тепловий потік йде на розігрів ампули 2, Вт
Тепловий потік, що йде на розігрів випробуваного зразка, визначається за формулою
(4.7)
де - питома масова теплоємність зразка, Дж/(кг * К); - маса зразка, кг; - швидкість розігріву, К/с.
Тепловий потік, що йде на розігрів ампули, визначається за формулою
(4.8)
де - повна теплоємність ампули, Дж/К.
Про величину теплового потоку, що проходить через тепломір 3, можна судити за величиною перепаду температури на тепломірів? і тепловому провідності, певної, з незалежних градуювальних експериментів
, (4.9)
Параметр (теплової провідності тепломіра) є постійною приладу і залежить тільки від температурного рівня зразка і наведений у таблиці 4.1.
Градуювання вимірювача полягає в експериментальному визначенні теплової провідності тепломіра залежно від температури. Для цього необхідно проводити п'ять експериментів з еталонним зразком (мідним М1 - ГОСТ 859 - 78 або кварцовим склом КВ - ГОСТ 15130 - 86) і стільки ж з порожньою ампулою згідно зі спеціальною методикою. При цьому теплова провідність тепломіра визначається за наступною формулою:
, Вт/К (4.10)
де - повна теплоємність еталонного зразка, Дж/К; - середнє значення часу запізнення на тепломірів в експериментах з еталонним зразком, с; - середнє значення часу на тепломірів в експериментах з порожньою ампулою, с.
Повна теплоємність еталонного зразка обчислюється за формулою
Дж/К (4.11)
де - табличне значення питомої масової теплоємності еталонного зразка, Дж/(КГК); - маса еталонного зразка, кг.
Обчислені значення для мідного (еталонного) зразка відповідно по (4.10) і заносяться в таблицю 4.1 і їх можна використовувати як постійні прилади при визначенні питомої масової теплоємності за формулою (4.14).
Розрахункова формула питомої теплоємності випробуваного зразка з урахуванням (4.6), (4.7), (4.8), (4.9) має наступний вигляд:
, (4.12)
При малих перепадах температур на тепломірів можна перейти до вимірювання часу запізнювання температури на тепломірів, враховуючи, що
, (4.13)
де - час запізнювання температури на тепломірів, с (визначається експериментальним шляхом)
Тоді робоча розрахункова формула питомої масової теплоємності випробуваного зразка прийме вигляд
, (4.14)
де - час запізнювання температури на тепломірів в експериментах з порожньою ампулою, с. Величина = є постійною приладу і наведена в таблиці 5.1
4.4 Методика проведення роботи, опис та принцип роботи приладу ІТ - з - 400
Вимірювач теплоємності ІТ - з - 400 призначений для дослідження температурної залежності питомої теплоємності твердих тіл, сипких, волокнистих матеріалів, рідин. Він розрахований на проведення масових теплофізичних досліджень в лабораторних і заводських умовах. p> Осередки вимірювальної (малюнок 4.2) є найважливішою частиною блоку вимірювального і складається з корпусу 6, рознімної оболонки теплоізоляційної 8 і металевого ядра (деталі 1, 2, 4, 10, 11). Блок живлення і регулювання забезпечує нагрів ядра осередку вимірювальної (малюнок 4.2) із заданою швидкістю - 0,1 К/с і автоматичне регулювання температури. Швидкість розігріву визначається величиною початкової напруги на нагрівачі і швидкістю його зміни. Обидві ці величини суворо фіксовані. Для визначення теплоємності в експерименті в процесі безперервного розігріву на фіксованих рівнях температури використовується прилад мікровольт амперметр Ш136. Він використовується як нуль - прилад у потенціометрі. Прилад Ш136 розрахований на певні значення термо - ерс, відповідні фіксованим рівням температур від мінус 125 до плюс 400 В° С через 25 В° С.
Для регулювання роботи в нагрівачі і температурних вимірювань в приладі (в ампулі 2 і ковпаку 4) викор...
