化学中量热计的定义

量热计是用来测量化学反应或物理变化的热流的装置。测量这种热量的过程称为量热法。基本热量计由燃烧室上方的一个装有水的金属容器组成,其中使用温度计测量水温的变化。然而,有许多类型的更复杂的量热计。...

量热计是用来测量化学反应或物理变化的热流的装置。测量这种热量的过程称为量热法。基本热量计由燃烧室上方的一个装有水的金属容器组成,其中使用温度计测量水温的变化。然而,有许多类型的更复杂的量热计。

This is a bomb calorimeter with its bomb.

其基本原理是燃烧室释放的热量以可测量的方式提高了水的温度。当物质A和B发生反应时,温度变化可用于计算每摩尔物质A的焓变化。

使用的方程式为:

q=Cv(Tf-Ti)

哪里:

  • q是热量,单位为焦耳
  • Cv是量热计的热容,单位为焦耳/开尔文(J/K)
  • Tf和Ti是最终和初始温度

热量计历史

第一台冰量热仪是基于约瑟夫·布莱克(Joseph Black)于1761年提出的潜热概念而建造的。安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)在1780年创造了量热计一词,用来描述他用来测量用于融化雪的豚鼠呼吸产生的热量的仪器。1782年,Lavoisier和Pierre-Simon-Laplace用冰量热仪进行了实验,融化冰所需的热量可用于测量化学反应产生的热量。

量热计的类型

热量计已经扩展到原来的冰热量计之外。

  • 绝热量热计:绝热量热计中的一些热量始终会损失到容器中,但在计算中会应用一个修正系数来补偿热量损失。这种量热计用于研究失控反应。
  • 反应量热计:在这种类型的量热计中,化学反应发生在一个绝缘的封闭容器内。测量热流与时间的关系,得出反应热。这用于在恒定温度下运行的反应,或寻找反应释放的最大热量。
  • 弹式量热计:弹式量热计是一种定容量热计,其结构能够承受反应在加热容器内空气时产生的压力。水的温度变化用于计算燃烧热。
  • 卡尔维特型量热计:这种类型的量热计依赖于由串联热电偶环制成的三维磁通计传感器。这种类型的量热计允许更大的样品尺寸和反应容器尺寸,而不会牺牲测量的准确性。卡尔维特式热量计的一个例子是C80热量计。
  • 恒压量热计:该仪器在恒定大气压条件下测量溶液中反应的焓变。这种装置的一个常见例子是咖啡杯热量计。

  • 发表于 2021-09-25 20:13
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  • 分类:科学

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