Калориметри Повний посібник - Проводьте науку
Оскільки Amazon Associate Conductscience Inc отримує дохід від кваліфікованих покупок
Калориметри: огляд
Калориметри визначаються як прилади, які вимірюють тепловий потік в термодинамічних системах, а також питому теплову потужність різних речовин. З огляду на важливість змін тепла під час фізичних та хімічних реакцій, не дивно, що калориметри є безцінним освітнім та науковим інструментом.
Цікаво, що вимірювання теплових змін або ентальпії не були поширеними до 18 століття. Шотландський фізик і хімік Джозеф Блек розрізнив тепло і температуру, а англійський фізик і математик Джеймс Джоул визначив тепло як форму енергії, яка сприяла калориметричним вимірам у 19 столітті. Зверніть увагу, що похідна одиниця енергії J (джоуль) була названа на честь Джеймса Джоуля.
З розвитком термодинаміки калориметри стали предметом наукового інтересу. Першим базовим калориметром був льодовий калориметр, створений французьким хіміком Антуаном Лавуазьє у співпраці з французьким вченим П'єром-Симоном Лапласом. Зверніть увагу, що термін калориметр був введений Лавуазьє в 1780 році. Однак французький хімік Марселлін Бертело сконструював перший сучасний калориметр у 1860-х роках.
Зараз існують різні типи калориметрів, розроблені для різних дослідницьких цілей та застосувань. Хоча деякі блоки створені для професійного використання, інші придатні для шкільних установ та домашнього використання. Деякі найпоширеніші типи включають реакційні калориметри, скануючі калориметри, ізотермічні мікрокалориметри, калориметри з прискореною швидкістю та електромагнітні калориметри.
Вибір калориметра: фактори, які слід врахувати
Вимірювання теплового потоку є важливим у багатьох наукових, технічних та повсякденних аспектах. Адже теплообмін можна спостерігати прямо чи опосередковано майже скрізь - особливо коли ми починаємо потіти у переповненій кімнаті. Однак, маючи широкий вибір продуктів, призначених для різних дослідницьких та освітніх цілей, вибір калориметра може бути складним завданням. Потенційні покупці повинні враховувати три основні фактори:
- Вимоги
- Технічні характеристики
- Загальні витрати
Вимоги: Перш ніж купувати пристрій, користувачі повинні визначити конкретні процедури тестування, які вони хочуть зробити. Наприклад, дієтологу, який хоче виміряти калорії в їжі, знадобиться інший калориметр, ніж студенту, який хоче спостерігати хімічні реакції. Також слід враховувати місткість та точність зразка. Хоча деякі вчені можуть отримати вигоду з пристрою, який може одночасно обробляти кілька зразків, молодим студентам будуть корисні основні одиничні калориметри та прозоре обладнання для пильного спостереження за хімічними реакціями.
Технічні характеристики: Від адіабатичних до рентгенівських мікрокалориметрів, калориметри бувають різних форм і розмірів, при цьому кожен тип розробляється по-різному для різних дослідницьких цілей. Як зазначено вище, слід враховувати місткість та точність зразка. Інші міркування стосуються ваги (особливо, якщо агрегати слід транспортувати), розміру та джерела живлення. Зверніть увагу, що двома основними типами, що підходять для початківців та для домашнього використання, є кавова чашка та калориметр бомби. Калориметр кавової чашки - різновид калориметра з постійним тиском. Цей пристрій простий у використанні та ідеально підходить для хімії на основі розчинів та невеликих зразків. Калориметр бомби, навпаки, є герметичним реакційним калориметром, ідеальним для твердих речовин та реакцій з високою помірною температурою. Калориметри бомб дуже точні та точні.
Загальні витрати: Визначення бюджету також має важливе значення. Зауважте, що калориметри, призначені для лабораторного використання, є більш складними та дорогими. Якість збірки є основною проблемою при покупці калориметра; оскільки калориметри повинні обробляти теплові реакції, безпечні та надійні одиниці є обов’язковими. Для прикладу реакційні калориметри в ідеалі повинні мати подвійні стінки. Також слід враховувати додаткові функції та замінне обладнання. Насправді, деякі калориметри продаються як комплекти з додатковими аксесуарами, такими як термометри та акумулятори. Крім того, авторитетні торгові марки можуть забезпечити адекватну політику доставки та повернення.