Калориметр Нернста

Рис. 1. Схема адиабатического калориметра Нернста. 1 — сосуд Дьюара 2 — сжиженный газ 3 нагреватель 4 — адиабатическая оболочка 5 — калориметр 6 — кристаллы 7 — термометр 8 — вакуумный сосуд.

Рис. 69. Калориметр Нернста и Эйкена для измерения истинных теплоемкостей при низких температурах

В дальнейшем калориметр Нернста и Эйкена подвергался многочисленным усовершенствованиям и изменениям. Основные направления, по которым шли эти усовершенствования, состояли в повышении точности измерения температуры калориметра и в более тщательном контроле теплообмена калориметра и оболочки, позволяющем точнее вычислять поправку на теплообмен, или же свести ее до ничтожной величины. [c.298]

В настоящее время точные измерения теплоемкостей веществ при низких температурах проводятся многими исследователями. При этом нередко существенно различаются конструкции калориметров, методы работы с ними, способы измерения температуры и т. д. Но тем не мепее общие принципы устройства калориметров, используемых при низких температурах, в большинстве случаев очень близки и во многом напоминают принципы устройства калориметра Нернста и Эйкена. Это сходство вызвано в основном специфическими особенностями измерений теплоемкости при низких температурах главные из них отмечены ниже. [c.298]

В результате освоения техники исследования при низких температурах в начале XX века были разработаны методы низкотемпературной калориметрии. Это привело к определению низкотемпературных теплоемкостей веществ и последующему открытию Нернстом (1906 г.) нового теплового закона (третьего закона термодинамики), который, в частности, допускает, что при абсолютном нуле изменение энтропии в результате химических реакций [c.17]

Несмотря на то что отдельные попытки измерения теплоемкостей при низких температурах предпринимались уже более полувека назад, начало систематического исследования теплоемкостей веществ при низких температурах было положено в работах Нернста с сотрудниками [1055], создавших в 1910 г. первый удачный низкотемпературный вакуумный калориметр. Начиная с этого времени в технике низкотемпературного эксперимента произошли значительные улуч- [c.33]

Сравнение их со средними из Ql и Q2 дает полное схождение в пределах точности калориметрии, что является прекрасной экспериментальной проверкой теоремы Нернста. [c.221]

Систематические исследования теплоемкостей веществ прн низких температурах начались около 1910 г.Начало этой работы было тесно связано с хорошо известным тепловым законом, который незадолго до этого (1906 г.) был сформулирован Нернстом. В связи с необходимостью экспериментальной проверки этого закона в лаборатории Нернста были разработаны два типа калориметров, предназначенных для определения теплоемкостей при низких температурах. [c.295]

Что же касается измерений теплоемкостей при низких температурах, то для этой цели массивный калориметр оказался неудобным, и его использование в этой области температур было очень ограничено, поскольку в нем можно было определять только среднюю теплоемкость. В частности, его нельзя было использовать для экспериментальной проверки тепловой теоремы Нернста, так как для этого необходимо знать истинную теплоемкость веществ. [c.297]

Задача измерения истинных теплоемкостей при низких температурах была успешно разрешена при помощи другого калориметра, построенного Эйкеном [58] также в лаборатории Нернста. [c.297]

При помощи описанного калориметра в лаборатории Нернста были впервые измерены истинные теплоемкости многих веществ. В частности, была проведена тщательная проверка закона кубов Дебая (см. гл. 14, I). [c.298]

После работы Нернста и его сотрудников, в которой впервые был использован массивный калориметр (см. 2 настоящей главы), приборы этого типа быстро получили широкое распространение. Систематические исследования с использованием массивных калориметров в течение многих лет проводил Магнус [92], который значительно усовершенствовал их конструкцию. Во всех ра- [c.337]

Большая часть работ при низких температурах была выполнена методом Нернста [63]. Исследуемое вещество помещается в металлический калориметр, снабженный нагревателем и каким-либо видом термометра (либо термометр сопротивления, либо термопара). Калориметр укреплен внутри ободочки большой теплоемкости, температура которой может быть точно измерена. Эта оболочка помещается в другой сосуд (часто для этой цели берут сосуд Дьюара), охлаждаемый жидким воздухом иди жидким водородом. Чтобы улучшить изоляцию калориметра, воздух из пространства между оболочкой и калориметром откачивают до очень низкого давления. В приборе типа Нернста оболочку во время измерения теплоемкости держат при постоянной температуре и вносят поправку на небольшую утечку тепла из калориметра. За последнее время был описан ряд адиабатических калориметров, где разность температур между калориметром и оболочкой поддерживают столь малой, что можно пренебречь утечкой тепла. [c.101]

За последние годы повысился интерес к применению измерений теплоемкостей для контроля чистоты ветцеств. Астон и Финк [72] описали несколько упрощенный калориметр по Нернсту, предназначенный специально для этой цели, с которым можно проводить измерения до температуры жидкого азота. [c.102]

Прямой метод. Для определения теплоемкостей жидкостей при температурах вплоть до близких к комнатной часто применяется калориметр типа Нернста. Несколько менее точные результаты можно подучить со значительно более простыми приборами с другой стороны, более сложные калориметры, построенные специально для измерений с жидкостями при обыкновенных температурах, дают значения Ср с точностью до 0,01% или даже большей. [c.110]

См. в особенности статью Леблана и Мебиуса [55]. Эти авторы описывают вакуумный калориметр типа Нернста, с которым при подъеме температуры всего лишь на 0,1° можно получить точность в значениях теплоемкости до 0,10 /о- Для измерений нри таких температурах, при которых исследуемые вещества обладают высоким давлением паров, Уильяме и Сивец [97] рекомендуют применять в качестве собственно калориметра запаянный сильфон. [c.110]

В настоящее время в области температур ниже 300° К почти всегда определяют истинную теплоемкость. Это объясняется прежде всего тем, что при низких температурах зависимость Ср от Т очень велика и гораздо сложнее, чем при высоких температурах, поэто му измерение средних теплоемкостей в этой области, как правило не может дать верного представления о том, как изменяется теп лоемкость вещества при изменении температуры. Очень сущест венно также и то, что методы измерения истинных теплоемкосте при низких температурах в настоящее время хорошо разработаны В связи с эти.м ниже рассматриваются почти исключительно мето ды измерения истинных темплоемкостей при низких температурах Из калориметров, предназначенных для определения средних теп лоемкостей, описан лишь калориметр Нернста с сотрудниками ознакомление с этим калориметром имеет исторический интерес, поскольку он был первым массивным калориметром. [c.295]

Рис. 68. Массивный калориметр Нернста, Корефа и Линдемана для определения теплоемкостей при низких температурах

Калориметр Нернста, Корефа и Линдемана для своего времени был довольно точным прибором и при его помощи Кореф [57] провел ряд ценных измерений. Осуществленная в этом приборе идея использования металла, имеющего хорощую температуропроводность, вместо калориметрической жидкости, оказалась очень плодотворной, особенно для измерений средней теплоемкости при высоких температурах. Видоизменения, введенные в конструкцию прибора при его приспособлении для высоких температур, сделанные при этом усовершенствования и современные конструкции массивных калориметров описаны в 3 настоящей главы. [c.296]

Скрытые теплоты парообразования мо1ут быть вычислены из измерений давлений паров (уравнение Клаузиуса-Клапейрона). Калориметрия позволяет определить теплоты изменения агрегатных состояний опытным путем. Теплоту плавления находят перенесением расплавленной в соответствующем термостате навески в калориметр и измерением выделившегося при затвердевании тепла. Для высокоплавящихся веществ в качестве нагревателей берут электрические печи, в качестве калориметрической жидкости — твердую медь (калориметр Нернста-Магнуса). Теплоту парообразования обычно находят измерением теплоты, выделившейся при конденсации определенного количества паров жидкости в конденсационном сосуде, погруженном в калориметр. [c.123]

Теорема Нернста позволяет вычислить сродство на основании одних термических данных и определить постоянную I на основании изменения давления пара с температурой. Она делает возможным установление состава любой газообразной смеси при любой температуре. Для экспериментальной проверки своей теоремы Нернст должен был ввести тонкие методы определения удельных теплоемкостей при низких и весьма высоких температурах, он определял газовые равновесия и, в случае твердых тел, электродвижущую силу даже в самых крайних условиях. Вакуумный калориметр для самых низких температур и метод взрыва для очень высоких температур позволили экспериментально доказать справедли- [c.407]

Неизотермические адиабатические калориметры целесообразно применять до температур 600 К, т. е. в температурном интервале, наиболее интересном для работы с линейными полимерами. Принципиальная конструкция такого калориметра разработана Нернстом (1911). Металлический калориметр с размещенными в нем образцом, нагревателем и термометром располагается в оболочке большой теплоемкости с точно измеряемой и регулируемой температурой. Для уменьшения конвективного теплообмена калориметр с оболочкой помещают в вакуумируемый контейнер. Охлаждение жидким азотом или жидким гелием, нагрев электрический. Схема та кой калориметрической системы представлена на рис. П1. 1 Небольшие разности температур между калориметром и обо лочкой измеряют и используют для корректировки расчетов Подъем температуры, происходящий при вводе тепловой мощ ности, измеряется термометром сопротивления. Теоретически точность измерения таких калориметров 0,01% [см. Стюрте-вант (1959)], но обычно достигаемая точность составляет [c.124]

Впервые массивный калориметр был предложен Нернстом [31] для определения средней теплоемкости металлов от низкой температуры до комнатной. Затем подобный калориметр был сконструирован и тщательно изучен Нарбутом [32]. В дальнейшем массивный калориметр был с успехо.у использован рядом авторов также для определения средней теплоемкости металлов (от высокой температуры до комнатной). В последнее время массивные калориметры все более широко вводятся в калориметрическую практику. Помимо средних теплоемкостей в них определяются и теплоты горения, теплоты адсорбции, теплоты разложения, теплоты испарения и т. д. [29, 33, 34, 35]. [c.200]

Первый калориметр, изображенный на рис. 68, был сконструирован Нернстом, Корефом и Линдеманом и предназначен для измерения средних теплоемкостей [56, 57]. Главная часть его — это медный блок 1, имеющий массу около 400 г. Цилиндрическое углубление, высверленное в блоке по его вертикальной осн. служит для приема серебряной ампулы с образцом, которую сбрасывают в это углубление в начале главного периода опыта. Медный блок укреплен в сосуде Дьюара 2 при помощи сплава Вуда. [c.295]

Из уравнения (154), которое называется уравнением Томсона-Нернста, видно, что, определ1и.в тепловой эффект реакции в калориметре, можно вычислить э. д. с. элемента, в котором будет осуществлен тот же переход системы из исходного в конечное состояние. И, наоборот, измерив э.д.с. элемента Е, мы можем вычислить тепловой эффект данной реакции [c.145]

Теорема Нернста позволяет вычислить сродство на основании одних термических данных и определить постоянную I на основании изменения давления пара с температурой. Она делает возможным установление состава любой газообразной смеси при любой температуре. Для экспериментальной проверки своей теоремы Нернст долн<ен был ввести тонкие методы определения удельных теплоемкостей при низких и весьма высоких температурах, он определял газовые равновесия и, в случае твердых тел, электродвижущую силу даже в самых крайних условиях. Вакуумный калориметр для самых низких температур и метод взрыва для очень высоких температур позволили экспериментально доказать справедливость третьего начала. Из многочисленных сотрудников Нернста, участвовавших в этих тонких исследованиях, следует назвать Пира, Эйкена, Поллитцера, Линдемана и других. [c.388]

В. Нернстом для исследования теплоемкостей веществ при низких температурах. А. Магнус в 1913 г., по-видимому, первый применил массивный калориметр для измерения теплоемкостей при высоких температурах [153]. Примерно в это же время в России И. И. Нарбут [154] провел очень тщательную работу по изучению этой новой методики. В 20—30-х годах в Советском Союзе был выполнен ряд работ по определению средних теплоемкостей при высоких температурах в некоторых случаях до 800—1000° С [83, 155]. [c.329]

Твердые вещества. Прямой метод. Как и в случае жидкостей, калориметр типа Нернста можно применить для определения теплоемкостей твердых веществ при обычных температурах. В случае компактного твердого тела с высокой теплопроводностью (например, металла) можно обойтись без калориметрического сосуда и обычных иримвЕяемых пластинок для выравнивания температуры. Гарпер [7] провел точные измерения удельной теплоемкости меди, при которых 50 м толстой медной проволоки, свернутой в спираль, служили одновременно калориметром, нагревателем и термометром сопротивления. [c.117]

Наиболее точные данные по теплотам плавления были получены пря применении калориметра типа Нернста (описанного на стр. 101), который широко используется при определении теплоемкостей. В процессе определения измеряют Е0.1ичеств0 теплоты, необходимое для повышения температуры известной массы вещества от температуры, лежащей несколько ниже его точки плавления, до температуры несколько выше этой точки эти данные при известных теплоемкостях вещества в твердом и жидком состояниях достаточны для определения поглощенной в процессе плавления теплоты конечно, исследуемый образец должен быть чистым. Очевидно, что при переходе от температуры к температуре поглощенное количество тепла на один моль (при постоянном давлении) выражается [c.141]

Для измерения очень малых тепловых эффектов, которые часто имеют место в опытах по разбавлению, требуются калориметры, обладающие очень высокой чувствительностью. Такие приборы называют микрокалориметрами, причем не из-за их размера (они обычно содержат приблизительно около литра вещества), а вследствие их большой чувствительности. Для таких работ особенно пригоден метод двойного калориметра Гетр. 89 и 113), так как измеряемые разности температур здесь очень малы. Калориметр высокой чувствительности такого типа был описан Нернстом иОртманом [186]. Эти исследователи применили для измерения разности температур между двумя калориметрами термобатарею, имеющую 100 спаев, и достигли чувствительности в несколько миллионных долей градуса. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология