|
1.3 – Kalorimetrik usul.
Issiqlik effektlari kalorimetrlar (yoki kalorimetrik sistemalar) yordamida o`lchanadi. Kalorimetrik sistema bu ustki qobig`ga ega bo`lgan reaktordir. Kalorimetrik sistemalarda quyidagi ikki xil xolat farqlanadi: qobig` reaktor bilan tashqi muxit orasida issiqliq almashinishi holatining oldini oladi(tashki muxitdan ajratilgan sistema) yoki issiqlik almashinishini xisobga olish jarayonini osonlashtiradi (yopik sistema).
Kalorimetrlar, odatda, o`zgarmas va o`zgaruvchan haroratli bo`ladi. O`zgarmas haroratni kalorimetr qobig`ida suyuqlanuvchan qattiq jismlar («muz» kalorimetrlari deb-xam ataladi) yoki bug`lanuvchan suyuqlik saqlanadi. Tajriba davomida bunday kalorimetrda harorat uzgarmas qoladi, chunki sistemaga berilayotgan xamma issiqlik moddaning agregat xolatini o`zgartirishga sarflanadi. Issiklik effekti hakida suyuqlangan yoki bug`langan modda mikdoriga karab fikr yuritiladi.
O`zgaruvchan haroratli kalorimetrlarda o`lchovlar asosan ikki xil usulda olib borilishi mumkin:
adiabatik usul — tajriba davomida ustki qobiqning harorati shunday o`zgartirilishi kerakki, bunda u istalgan daqiqada reaktorning haroratiga mos kelishi kerak; bu xolatda issiqlik almashish bo`lmaydi, demak, reaktor tashki muxitdan tuliq ajratilgan sistema xisoblanadi; bunday kalorimetrlar kichik issikliq effektlarini yoki sekin boruvchi jarayonlarning issikliq effektlarini o`lchash uchun qo`llaniladi.
Eng oddiy kalorimetr tuzilishi Bekman termometri
Bekmanning metastatik termometri temperaturaning kam o’zgarishlarini aniqlash uchun xizmat qiladi. Bekman termometri kapillyarining yuqori qismida simob uchun mo’ljallangan qo’shimcha rezervuar borligi uni oddiy termometrlardan farqlaydi. Ushbu qo’shimcha rezervuar termometrning pastdagi asosiy rezervuarida simobning miqdorini o’zgartirishga va shu orqali o’lchanishi mumkin bo’lgan temperaturalar oralig’ini kengaytirishga imkoniyat beradi. Bekman termometrining 25-30 sm uzunlikdagi shkalasi 5-6 gradusga mos keladi va har bir gradus 0,01 ga teng bo’laklarga bo’lingan bo’ladi. Shuning uchun lupadan foydalanib 0,002-0,003 gradus aniqlikda o’lchashlar o’tkazish mumkin. Ishni boshlashdan avval termometr kapillyaridagi simob sathi tajriba o’tkazilayotgan temperaturada termometr shkalasi chegarasida bo’lishiga erishish kerak. Buning uchun pastki rezervuardan ortiqcha simob yuqoridagi qo’shimcha rezervuarga yoki aksincha, agar yuqoridagi rezervuarda ortiqcha simob bo’lsa, pastki asosiy rezervuarga o’tkaziladi.
Bekmanning metastatik termometrida simob sathini o’rnatish
Bekmanning metastatik termometrining oddiy termometrdan farqi shundaki, uning kapillyari yuqori qismidagi simob uchun mo’ljallangan qo’shimcha rezervuar bilan ulangan bo’ladi. Ushbu moslama termometrning pastki qismidagi simobning miqdorini o’zgartirishga va kapillyarda simobning bizga kerak bo’lgan sathini o’rnatishga imkoniyat beradi. Termometrning shkalasi odatda 5-6 gradusga bo’lingan va har bir kichik bo’lakchalar 0,01 gradusni tashkil qiladi. Shuning uchun lupadan foydalanib o’lchashlarni 0,002-0,003 gradus aniqlikda o’tkazish mumkin. Bekman termometrini kalorimetrik suyuqlikka botirilganda simobning sathi shkalaning o’rta qismida bo’lishini ta’minlaydigan qilib sozlanadi. Agar u shkalaning pastki qismida yoki shkaladan pastda to’xtab qolsa, yuqori rezervuardan pastki asosiy rezervuarga qo’shimcha simob o’tkaziladi.
Kalorimetr doimiysini aniqlash
O‘rganilayotgan protsessning issiqlik effektini quyidagi tenglama orqali topish mumkin:
(1)
bunda - protsess issiqlik effekti;
К - kalorimetr doimiysi;
- harorat o‘zgarishi.
Ma‘nosi jihatidan kalorimetr doimiysi K kalorimetr issiqlik sig‘imi bo‘lib, miqdori jihatidan kalorimetr barcha qismlari haroratini bir daraja ko‘tarish uchun sarf bo‘ladigan issiqlik miqdorini ko‘rsatadi. Kalorimetr doimiysini, asosan, ikki uslub: amaliy uslub va nazariy uslub orqali aniqlash mumkin.
Amaliy uslub bo‘yicha kalorimetr doimiysini, ko‘p hollarda, maxsus elektr isitgich yordamida kalorimetr suyuqligining harorati o‘zgarishini aniqlash orqali topiladi. Elektr manbai sifatida akkumulyatorlardan yoki doimiy tok to‘g‘rilagichlaridan foydalaniladi. Harorat o‘zgarishini Bekman termometri yordamida 0,002-0,003 daraja aniqligida o‘lchanadi. Isitilish vaqti sekundomerlarda o‘lchanadi.
Jaul-Lens qonuni bo‘yicha
(2)
bunda Н - berilgan issiqlik;
- ampermetr ko‘rsatkichi;
- voltmetr ko‘rsatkichi;
- tok o‘tkazilgan vaqt.
(1) va (2) tenglamalaridan foydalanib, K ning qiymatini topish mumkin. Kalorimetr haroratning o‘zgarishi Δt ni aniqlash uchun dastlab kalorimetr harorati bir minut oralig‘ida 0,01 darajaga o‘zgaradigan holatga, ya‘ni harorat o‘zgarishi doimiyligiga erishish kerak. Bunga iqror bo‘lgandan so‘ng, 10 ta dastlabki o‘lchash ishini bajarish kerak. Har bir haroratni o‘lchash oralig‘i 0,5-1,5 minutni tashkil qilishi lozim. So‘ngra ma‘lum vaqt oralig‘ida isitgichdan tok o‘tkaziladi. Tok o‘tkazilishi to‘xtatilgandan so‘ng harorat o‘zgarishi yana 10 marotaba o‘lchanadi. Olingan natijalar millimetrli qog‘ozga chizma ko‘rinishida tushiriladi.
Harorat o‘zgarishi Δt ni topish uchun boshlang‘ich va oxirgi muvozanat nuqtalari to‘g‘ri chiziq orqali birlashtiriladi, (AC va BD chiziqlar va punktir chizig‘i orqali C va B nuqtalaridan so‘ng ozgina davom ettiriladi. So‘ngra СВ egrisining o‘rta qismi topib olinib, shu nuqta orqali ordinata o‘qiga parallel chizig‘i o‘tkaziladi. В va Е nuqtalariga mos keladigan t1 va t2 harorat qiymatlari farqini beradi (Δt=t2-t1). Δt ni bilgan holda (1) tenglamasidan foyda-lanib, K ning qiymatini topamiz.
Do'stlaringiz bilan baham: |
