Проведение калориметрического опыта

У калориметров прерывистого (периоди­ческого) действия, у которых протекает однократная реакция и у которых с помощью измерительных приборов определяется изменение теплового состояния, весь опыт делят на три периода (см. рис. а): начальный период (от τ₁ до τ_α), главный период (от τ_α до τ_е), конечный период (от τ_е до τ₂).

Рис. Изменение температуры при калориметрическом измерении:

а — реальный калориметр (показано более крутое изменение температуры во время начального и конечного периода, чем это имеет место в действительности); б — идеальный (безынерционный) калориметр; 1 — начальный период; 2 — главный период; 3 — конечный период; 4— выделение тепла.

Во время начального и конечного перио­дов температура калориметра изменяется очень мало. Обычно она увеличивается за счет тепла Ф_R, вносимого мешалкой, и за счет теплообмена Ф_И с окружающей сре­дой, когда ее температура выше темпера­туры калориметра. Чем лучше изолирован прибор, тем медленнее изменяется темпе­ратура во время предварительного и по­следующего испытания. Наклон темпера­турной кривой изменяется от 10^-3 до 10^-1 К/с; у идеального калориметра он ра­вен нулю.

Перед начальным периодом некоторое время выжидают, пока не будет достигну­то установившееся значение температуры ванны t. Это означает, что затухли все колебания температуры, связанные с тер­мическими возмущениями, которые возникли при подготовке эксперимента. После того как калориметр подготовлен к проведе­нию измерений и назначено время начала эксперимента, через равные интервалы вре­мени (например, через каждые 60 с) счи­тывают, по крайней мере, 6—8 раз показа­ния температуры калориметра t.Сразу после этого вызывают в калориметре реак­цию с тепловым эффектом, а при поверке включают па определенное время электри­ческий нагрев. Только теперь температура 4 сильно изменяется. Ее значение регист­рируют точно так же, пак и до начала ос­новного опыта. Через несколько минут процесс завершается. Точный переход от главного периода к конечному не совпадает с достижением максимальной температуры. Его можно определить только по графику изменения температуры: главный период заканчивается тогда. когда влияние изме­нения энергии становится неразличимым. Если 6-8 точек измерения конечного пе­риода лежат примерно на прямой линии, опыт можно прекратить. Ход температуры также хорошо может быть воспроизведен точечным или непрерывным регистратором.