Прибор ИТС–q–6

Назначение. Прибор предназначается для измерения внутренних тепловых источников, возникающих при химических реакциях, в процессах растворения, окисления и т. п.

Исследоваться могут химически неактивные вещества. Измерения проводятся в открытой среде. Исследуемое вещество размещается в специальной ампуле объемом 20 … 40 см3.

Режим опыта. Опыт проводится в изотермической среде комнатной температуры. Регистрируется тепловой поток, генерируемый или поглощаемый исследуемым веществом.

Длительность опыта. Определяется особенностями процесса, сопровождающегося выделением или поглощением теплоты.

Чувствительность прибора. Составляет примерно 0,1 мВт.

Степень автоматизации. Прибор содержит индивидуальный полупроводниковый тепломер и оснащен специализированным контроллером, обеспечивающим автоматизированный сбор экспериментальной информации и электронно-вычислительную обработку опыта. Предусмотрена возможность дополнительного анализа результатов с помощью персонального компьютера.

4. способы и приборы измерения температуры

«Изучение способов измерения температуры»
Цель работы: углубить знания по курсу общей теплотехники и получить навыки экспериментального определения температуры тел.
В работе необходимо:

1. Измерить температуру нагревательной поверхности, окружающей среды и воды в колбе с помощью ртутного термометра, хромель-копелиевых термопар, милливольтметра и потенциометра.
Теоретические основы.
Температура характеризует тепловое состояние тела и измеряется в градусах. Температура тела изменяется пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Численное значение температуры зависит от выбранной температурной шкалы.

В технике температура измеряется по Международной стоградусной шкале /шкала Цельсия/ и обозначается через t, С. В этой шкале при нормальном давлении /760 мм рт. ст./ состоянию тающего льда соответствует температура 0 С, а точке кипения воды - 100 С. Для измерения температуры используется также термодинамическая шкала температур /шкала абсолютных температур, или шкала Кельвина/. Нуль абсолютной шкалы температур соответствует значению t=-273,15 С.

Абсолютная температура тела

Т, К=t, С +273,15 /1/

В США и Англии для измерения температуры применяют шкалу Фаренгейта. На этой шкале /t ,F/ температура таяния льда и температура кипения воды обозначены соответственно через 32 и 212 для перевода показаний этой шкалы в С и обратно служат соотношения:

t С= (t ,F-32); t F= (t С+32) /2/

Параметром состояния является абсолютная температура.

Температуру измеряют с помощью устройств, использующих различные термометрические свойства жидкостей, газов и твердых тел. В табл. 2 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.

Ртутные стеклянные термометры основаны на свойстве тел изменять свой объем в зависимости от температуры. В качестве термометрического тела чаще всего применяют ртуть и спирт.

При точных измерениях температуры при помощи ртутных термометров к их показаниям вводятся следующие поправки:

/1/ основная /инструментальная/ поправка t

/2/ поправка на температуру выступающего столбика ртути t

/3/ поправка на смещение положения нулевой точки t
В общем случае определение действительной температуры среды по показаниям ртутного термометра t' производится согласно равенству:

t= t'+ t+ t + t . /3/

При температурах выше 150-200 С ртутные термометры применяются редко.

В настоящее время для измерения температуры получили широкое применение термопары /термоэлектрические преобразователи/.

Термоэлектрический метод измерения температуры основан на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры.

Термопара представляет собой 2 разнородных проводника, составляющих общую электрическую цепь /рис. 1/. Если температуры мест соединений (спаёв) проводников t и t неодинаковы, то возникает термо-Э.Д.С. и по цепи протекает ток. Величина термо-Э.Д.С. тем больше чем больше разность температур.

В качестве материалов для термопар используется проволока диаметром от 0,1 до 0,2 мм. Наиболее распространены следующие пары металлических проволок:

1. Платина и платинородий / 90% Pt и 10% Pr /. Эта термопара является эталонным прибором.

2. Хромель /90% Ni и 10% Cr / и алюмель /95% Ni и 5% Al/. На каждые 100 С термоЭ.Д.С. этой термопары составляет около 4 мВ.

3. Хромель и копель /56% Cn и 44% Ni/. На каждые 100 С термоЭ.Д.С этой термопары приходится около 7 мВ.

4. Медь и константан /60% Cn и 40% Ni/. На каждые 100 С термоЭ.Д.С этой термопары приходится около 4,3 мВ.

При измерении температуры один спай цепи термопары, так называемый холодный спай, находится при 0 С (в тающем льде в сосуде Дюара), а другой – горячий в среде, температуру которой надо измерить.

Так как термоЭ.Д.С. термопары зависит от температуры обоих спаев (горячего и холодного), то термопары часто применяются для измерения разности температур в двух точках – так называемая ­­дифференциальная термопара (рис. 2). В этом случае в схеме отсутствует холодный спай и термоЭ.Д.С. с некоторой известной Э.Д.С. вспомогательного источника тока.