Главная Измерительные приборы История изобретения калориметра



История изобретения калориметра

Метрология - Измерительные приборы

история изобретения калориметра

В 1780 г. французские ученые Антуан Лавуазье (1743 — 1794) и Пьер Симон Лаплас (1749 — 1827) предложили прибор для измерения удельных теплоемкостей, названный ими калориметром.

Калориметром был назван прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в физических, химических или биологических процессах.

Основу калориметра составляет теплоизолированный сосуд и калориметрическое тело, в котором поглощается или выделяется тепло.

Обычно калориметр, применяется для определения теплоемкости, теплоты испарения и теплоты сгорания. Прибор состоит из углеродной мишени, в которой происходит генерация вторичных частиц — нейтральных пионов, которые, распадаясь, формируют поток фотонов. Они регистрируются слоями детекторов, расположенных между поглотителями и свинца под мишенью. Измеряя количество вторичных частиц, можно определить энергию первичной. Чем больше слоёв детекторов, тем точнее измеряемая энергия.

В 1750 г. петербургский физик — Георг Рихман (1711 — 1753), работавший в содружестве с М. В. Ломоносовым, установил на опыте, что если смешать равные количества воды, имеющие различную температуру, то температура смеси будет равна среднему арифметическому температур частей. Эти опыты были повторены в 1772 г. Иоганном Вильке в Германии. Вильке ввел единицу измерения количества теплоты — калорию как количество теплоты, необходимой для изменения температуры единицы массы воды на один градус. Она сохранилась до наших дней.

Концепция теплорода конкурировала с молекулярно-кинетической теорией почти 100 лет — до середины XIX в., а понятия «количество теплоты», «теплоемкость», «калориметрия», «теплота плавления», «теплота парообразования» сохраняются до сих пор (слово «скрытая» только недавно исчезло со страниц учебников). Эти понятия приспособлены уже к молекулярно-кинетической теории.

С середины XIX в. развивается теория, которая получила название механической теории теплоты. Открытие закона сохранения энергии и успехи молекулярной теории привели к представлению о тепловых процессах как процессах передачи механического движения при столкновении молекул тел. Давление газов объяснялось, как передача количества движения частицами газа стенкам сосуда. Температуру начали связывать с интенсивностью движения частиц. Молекулы рассматривались как частицы, движение которых подчиняется законам классической механики. Отсюда терминология «механическая теория тепла».

Одновременно развиваются статистические представления. Больцман находит точную связь между средней энергией теплового движения частиц и температурой, вводя новую мировую константу, названную его именем.

Развитие статистической теории привело к представлению о тепловом движении как особой форме движения материи, которая не может быть сведена к механической. В природе действуют специфические статистические закономерности, которые имеют точные математические выражения, например распределения Максвелла, Больцмана, Ферми и т. д.

Развитие квантовой механики привело к уточнению наших представлений о взаимодействиях частиц при тепловом движении.

Чтобы обеспечить точность рассматриваемых физических понятий, следует подчеркивать исторические связи. Понятия количества теплоты, теплоемкости и т. д. неразрывно связаны с гипотезой теплорода. Нужно разъяснить, что гипотеза эта оставлена наукой, и мы вкладываем в традиционные понятия новый смысл. Поэтому, говоря о количестве теплоты, мы имеем в виду не количество чего-то материального, а количество энергии определенной формы. Эта специфическая форма энергии — энергия коллектива хаотически движущихся частиц. При нагревании она переходит от тела к телу или распространяется внутри тела, тогда мы говорим о теплопроводности. Солнечное тепло — это трансформированная в энергию теплового движения энергия электромагнитного излучения и т. д.

Современные калориметры

Современные калориметры работают в диапазоне температур от 0,1 до 3500 К и позволяют измерять количество теплоты с точностью до 10-2%. Устройство калориметров весьма разнообразно и определяется характером и продолжительностью изучаемого процесса, областью температур, при которых производятся измерения, количеством измеряемой теплоты и требуемой точностью.

Типы калориметров

Калориметр, предназначенный для измерения суммарного количества теплоты Q, выделяющейся в процессе от его начала до завершения, называют калориметр-интегратором; Калориметр для измерения тепловой мощности L и её изменения на разных стадиях процесса — измерителем мощности или калориметр-осциллографом. По конструкции калориметрической системы и методу измерения различают жидкостные и массивные калориметры, одинарные и двойные (дифференциальные).

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Учёные первооткрыватели:

Буль, Джордж

News image

Джордж Буль (англ. George Boole; 2 ноября 1815, Линкольн — 8 декабря 1864, Баллинтемпл, графство Корк, Ирландия) — английский математик и ...

Бутлеров, Александр Михайлович

News image

Алекса ндр Миха йлович Бу тлеров (3 (15) сентября 1828, Чистополь — 5 (17) августа 1886, деревня Бутлеровка, Алексеевский район Та...

Авторизация



Единицы измерений:

Единицы измерения количества информации

News image

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации — величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как од...

Байт

News image

Байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации. Чаще всего байт считается равным восьми битам, в этом случае он...

Килограмм

News image

Килогра мм (обозначение: кг, kg) — единица измерения массы, одна из основных единиц СИ. Килограмм определяется как масса международного эталона килограмма, хр...

Метр в секунду

News image

Метр в секунду (м/с) — единица измерения скорости в СИ. Объект, движущийся со скоростью 1 м/с, преодолевает за секунду один ме...

Открыватели:

Блэк, Джозеф

News image

Джозеф Блэк (англ. Joseph Black) (16 апреля 1728, Бордо, Франция — 6 декабря 1799, Эдинбург) — шотландский (английский) химик и физик. Биография Родился в семье виноторговца, выехавшего в ...

Универсальный конвертер
Conversion Type:
Quantity:

converts to:

Construction Unit converter provided by: EcoLog Homes

Интересные факты:

Таблица Менделеева

News image

В конце августа 1875 г. в кабинет акад. Вюрца входит его ученик, молодой французский химик Лекок-де-Буабодран. н долго не решается об...

О звуке

News image

Звук с давних пор считался одним из самых загадочных явлений природы. В самом деле, что порождает звук? Что заставляет его не...

Как происходит кристаллизация жидкости

News image

В настоящее время можно считать твердо установленным, что жидкость может затвердевать после ее охлаждения до температуры плавления только при наличии в ...

Эйнштейн и квантовая теория света

News image

Эйнштейн является одним из основателей новой, квантовой теории света и основателем теории относительности. Согласно квантовой теории свет представляет поток своеобразных ча...

Атом и время

News image

Трудно себе представить более простое и вместе с тем более сложное понятие, чем время. Старая пословица говорит: «нет ничего в ми...

Ньютон и Марат о притяжении лучей света

News image

Что такое свет?— На этот вопрос Ньютон, очень много поработавший над изуче­нием световых явлений, отвечал так: свет — это поток бы...