ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры проведения калориметрических опытов из "Термохимия Часть 1 общие сведения о термометрии и калориметрии" Ниже описаны примеры проведения калориметрических опытов. Подробное ознакомление с этими примерами будет полезным при изучении основ калориметрии. [c.255] Пример 1. Градуировка жидкостного калориметра электрическим током. [c.256] Калориметр предназначен для измерения энтальпий растворения и энтальпий реакций, протекающих в жидкой фазе. В калориметрическую систему при градуировке входили серебряный калориметрический сосуд, калориметрическая жидкость (вода), нагреватель, ртутный калориметрический термометр, всасывающая мещалка и приспособление для разбивания ампул, б котором находилась герметически закрытая тонкостенная стеклянная ампула с хлористым калием. [c.256] Для градуировки калориметра в нагреватель его пропускался электрический ток количество электрической энергии измерялось потенциометрически с использованием схемы, изображенной на рис. 48. [c.256] Для питания нагревателя использовался постоянный ток напряжением 14 в от батареи аккумуляторов большой емкости. [c.256] В данном опыте поправка на выступающий столбик ртути не вводилась ввиду ее незначительной величины. [c.258] Время от начала пуска тока, сек Падение напряжения на образцовой катушке сопротивления в I ом, е Н Падение напряжения на части делителя напряжения в 10 000 ом, е . [c.258] Время прохождения тока т = 175,21 сек. [c.258] Сопротивление делителя напряжения равно 100 003 ом сопротивление той его части, на которой производится измерение падения напряжения, 10 000,8 ом. [c.259] В примере протокол опыта 8 приведен разделенным на периоды. Начальный период состоит из 20 отсчетов температуры. Назначение этого периода — проконтролировать постоянство и измерить величину хода температуры калориметра до начала проведения в нем изучаемого теплового процесса. Как видно из протокола, ход температуры в этом периоде можно считать постоянным (только в двух случаях разность температур соседних отсчетов составляла 0,0015° в остальных она была равна 0,0020 или 0,0025°). При таком постоянстве хода и сравнительно малой продолжительности главного периода опыта можно было бы в начальном периоде ограничиться десятью отсчетами температуры это не изменило бы результата. Конечный ход, как видно из протокола, также вполне можно считать постоянным разность соседних отсчетов температуры колеблется от 0,0025° до 0,0035°. Величина Уо в примере найдена как разность крайних-отсчетов температуры (нулевого и двадцатого), деленная на число интервалов (20), а величина —как разность тридцатого и пятидесятого отсчета, деленная на 20. Это вполне допустимый прием в случае постоянного хода. Однако когда такого постоянства хода не обнаруживают, рекомендуется очень внимательно отнестись к оценке его величины и подробнее проанализировать все отсчеты начального или конечного периода, например графически или с привлечением метода наименьших квадратов. Резкое непостоянство хода свидетельствует о каких-то неисправностях калориметра или ошибках в постановке опыта. [c.259] Величине Уо в расчете приписан знак минус (калориметр нагревается), а величине — плюс (калориметр охлаждается). Такая система знаков удобна потому, что позволяет найденную величину б суммировать, не меняя ее знака, с величиной А/, чтобы получить величину При вычислении Уо и у приводятся три значащие цифры. Последнюю из них нельзя считать достоверной, принимая во внимание точность измерения температуры (0,0005°). [c.260] Следует обратить внимание на то, что величина К (в примере она равна — 0,00512) может быть найдена в калориметрическом опыте лишь со сравнительно невысокой относительной точностью. Она вычисляется как отношение очень малой величины разности ходов у —Уо к величине 0 —Во-В примере расчета у — Уо = 0,00495 поэтому ошибка в этой величине на 0,0001 град/отсчет изменит величину /С на 2%. Как легко проследить по дальнейшему расчету, такая ошибка в К изменила бы величину б в данном примере лишь на 0,0002°. [c.260] Наконец, пользуясь приведенным примером, легко уяснить неравноценность по своему значению отдельных отсчетов температуры в калориметрическом опыте. Наибольшее значение имеют отсчеты / и/о (последние отсчеты главного и начального периодов). Их разность А/ является основной величиной в калориметрическом опыте, и ошибка, допущенная в их измерении, целиком входит в результат. Поэтому в тех случаях, когда отсчеты температур или по каким-либо причинам являются сомнительными, целесообразно брать эти температуры не из непосредственных измерений, а путем экстраполяции, используя другие отсчеты начального или конечного периодов и начальный или конечный ход температуры. [c.260] Все же другие отсчеты температуры, регистрируемые в опыте, используются лишь для вычисления поправки на теплообмен и неточность их измерения менее существенна. [c.260] Энергия электрического тока измеряется в приведенном примере со значительно меньшей относительной погрешностью, чем А/. В самом деле, как видно из протокола, сила тока и напряжение выражаются числами с пятью значащими цифрами. Время пропускания тока измерено с точностью до 0,01 сек, т. е. приблизительно до 0,005%. Таким образом, в приведенном примере точность результата определяется точностью измерения температуры. [c.261] Калориметр предназначен для определения энтальпий растворения, энтальпий реакций, протекающих в жидкой фазе, теплоемкостей жидких веществ и растворов и т. д. [c.261] В калориметрическую систему при градуировке входили серебряный калориметрический сосуд весом 30 г и объемом 40 мл латунный тонкостенный цилиндр, в который плотно входит калориметрический сосуд нагреватель, бифилярно навитый на внешнюю поверхность цилиндра налитая в калориметрический сосуд вода ( 25 г). [c.261] Для градуировки калориметра через нагреватель пропускался электрический ток. Измерение электрической энергии проводилось при помощи потенциометрической схемы (см. рис. 4в). [c.261] Протокол опыта 4 от 2 июня 1962 г. [c.262] Вернуться к основной статье