Химическая энциклопедия

КАЛОРИМЕТРИЯ

(от лат. calor - тепло и греч. metreo - измеряю), совокупность методов измерения кол-ва теплоты, выделяющейся или поглощающейся в к.-л. процессе. Для определения кол-ва теплоты используют спец. приборы - калориметры. Совокупность частей калориметра, между к-рыми распределяется измеряемое кол-во теплоты, наз. калориметрич. системой. Она включает в себя калориметрич. сосуд, в к-ром протекает изучаемый процесс, инструмент для измерения т-ры (ртутный термометр, термометр сопротивления, термопара или термобатарея, терморезистор, кварцевый термометр и др.; при т-рах выше 1300 К используют оптич. пирометры), электрич. нагреватель и др. Калориметрич. систему защищают экранами или оболочками, предназначенными для регулирования ее теплообмена с окружающей средой. Оболочки м. б. изотермическими или адиабатическими. Разность т-р калориметрич. системы и оболочки контролируют простыми и дифференц. термопарами и термобатареями, терморезисторами и т. д. Т-ру оболочки, снабженную электрич. нагревателем, регулируют автоматически с помощью электронных устройств. Все калориметры (в зависимости от принципа измерения кол-ва теплоты) можно условно разделить на калориметры переменной т-ры, постоянной т-ры и теплопроводящие. Наиб. распространены калориметры переменной температуры, в к-рых кол-во теплоты Qопределяется по изменению т-ры калориметрич. системы: Q=W.DT,гдеW -тепловое значение калориметра (т. е. кол-во теплоты, необходимое для его нагревания на 1 К), найденное предварительно в градуировочных опытах, DT - изменение т-ры во время опыта. Калориметрич. опыт состоит из трех периодов. В начальном периоде устанавливается равномерное изменение т-ры, вызванное регулируемым теплообменом с оболочкой и побочными тепловыми процессами в калориметре, т. наз. температурный ход калориметра. Главный период начинается с момента ввода теплоты в калориметр и характеризуется быстрым и неравномерным изменением его т-ры. В конечном периоде опыта, по завершении изучаемого процесса, температурный ход калориметра снова становится равномерным.В калориметрах с изотермич. оболочкой (иногда наз. изопериболич. калориметрами) т-ра оболочки поддерживается постоянной, а т-ры калориметрич. системы измеряют через равные промежутки времени. Для вычисления поправки на теплообмен, к-рая достигает неск. % от DТ используют метод расчета, основанный на законе охлаждения Ньютона. Такие калориметры обычно применяют для определения теплот сравнительно быстрых процессов (продолжительность главного периода опыта 10-20 мин). В калориметрах с адиабатич. оболочкой т-ру оболочки поддерживают близкой к т-ре калориметрич. системы в продолжение всего опыта (т-ру последней измеряют только в начальном и конечном периодах опыта). Поправка на теплообмен в этом случае незначительна и вычисляется как сумма поправок на неадиабатичность и на ход т-ры. Такие калориметры применяют при определении теплот медленно протекающих процессов. По конструкции калориметрич. системы и методике измерения различают жидкостные и массивные, одинарные и двойные (дифференциальные) калориметры и др. В жидкостном калориметре (рис. 1) сосуд заполнен определенным кол-вом т. наз. калориметрич. жидкости (обычно дистиллированной воды, реже этанола, жидкого NH3, вазелинового масла, расплавленного Sn и др.). В сосуд помещают калориметрич. бомбу или ампулу с в-вом. Часто калориметрич. жидкость служит одновременно одним из компонентов к.-л. хим. р-ции. Такие калориметры наиб. часто применяют для работы при комнатных т-рах для измерения теплоемкости твердых и жидких тел, энтальпий сгорания, разложения, испарения, растворения, хим. р-ций, протекающих в р-рах, и др. В массивном калориметре вместо калориметрич. жидкости используют блок из металла с хорошей теплопроводностью (Сu, Al, Ag) с выемками для реакц. сосуда, термометра и нагревателя. Их применяют для измерения энтальпий сгорания, испарения, адсорбции и др., но чаще всего для определения энтальпии в-в при т-рах до 3000 К по методу смешения. Энтальпию в-ва рассчитывают как произведение теплового значения калориметра и изменения т-ры блока, измеренных после сбрасывания нагретого до нужной т-ры образца в гнездо блока. Для определения теплоемкости твердых и жидких в-в в области от 0,1 до 1000 К и энтальпий фазовых переходов используют калориметры-контейнеры (рис. 2), в к-рых калориметрич. сосудом служит тонкостенный контейнер (ампула для в-ва) обычно небольшого размера (от 0,3 до 150 см3), изготовленный из меди, серебра, золота, платины, нержавеющей стали.

Рис. 1. Жидкостной калориметр с изотермической оболочкой: 1 - калориметрич. сосуд; 2 - калориметрич. бомба; 3 и 9 - термометры калориметра и оболочки соответственно; 4 и 7 - нагреватели калориметра и оболочки соответственно; 5 - мешалки с приводом; 6 - изотермич. оболочка, заполненная водой; 8 - змеевик для охлаждения оболочки; 10 - контактный термометр для регулировки т-ры оболочки.

Калориметры-контейнеры, предназначенные для работы при низких т-рах, кроме системы изотермич. или адиабатич. оболочек, защищают вакуумной рубашкой и помещают в криостат (сосуд Дьюара), заполненный в зависимости от температурной области жидким Не, Н2или N2. Для работы при повыш. т-рах калориметр помещают в термостатированную электрич. печь. ТеплоемкостьС = Q/DТобычно определяют методом периодического, реже - непрерывного ввода теплоты.

Рис. 2. Адиабатический калориметр-контейнер для определения теплоемкости твердых и жидких в-в при низких т-рах: 1, 2 - адиабатич. оболочки; 3 - калориметр; 4 - платиновый термометр сопротивления; 5 - нагреватель; 6 - герметичный платиновый контейнер для в-ва; 7 - крышка контейнера.

Теплоемкость газов и жидкостей при постоянном давлении определяют в проточных калориметрах - по разности т-р на входе и выходе стационарного потока газа или жидкости, мощности этого потока и джоулевой теплоте, выделенной электрич. нагревателем. При измерениях небольших тепловых эффектов, а также теплоемкостей применяют двойной калориметр, имеющий две совершенно одинаковые калориметрич. системы (жидкостные, массивные, тонкостенные), к-рые находятся при одной и той же т-ре и имеют одинаковый теплообмен с оболочкой. Вместо поправки на теплообмен вводят небольшую поправку на неидентичность калориметрич. систем (блоков), определяемую предварительно. При определении тепловых эффектов экзотермич. р-ций в одном из блоков выделяется неизвестное кол-во теплоты исследуемой р-цииx(напр., р-ции полимеризации), а в другой блок вводится известное кол-во теплоты Qтак, чтобы т-ры обоих блоков были равны в продолжение всего опыта, тогдаx=Q.В случае эндотермич. р-ций теплота Qвводится в тот блок, в к-ром протекает процесс. В калориметрах постоянной температуры, или изотермических, кол-во теплоты измеряют по кол-ву в-ва, изменившего свое агрегатное состояние (плавление льда, нафталина или испарение жидкости). Теплопроводящие калориметры (иногда их наз. диатермическими) используют в К. теплового потока, в к-рой определение Qосновано на измерении мощности теплового потокаdQ/dt(t - время). К этой К. относят микрокалориметрию Тиана-Кальве и дифференциальную сканирующую К. В первой записывают кривыеdQ/dt =f(t)при постоянной т-ре, во второй - кривыеdQ/dt=f(t, I) при постоянной скорости нагревания и охлаждения. Величину Qопределяют по площади пика на кривой нагревания: Q.m = K.A,гдеК -калибровочная константа,А -площадь,т -масса в-ва. Теплопроводящие калориметры должны обладать значит. теплообменом с оболочкой, чтобы большая часть вводимой в них теплоты быстро удалялась и состояние калориметра определялось мгновенным значением мощности теплового процесса. Такие калориметры (рис. 3) представляют собой металлич. блок с каналами, в к-рых помещаются цилиндрич. камеры, чаще всего две, работающие как дифференц. калориметр. В камере проводится исследуемый процесс, металлич. блок играет роль оболочки, т-ра к-рой может поддерживаться постоянно с точностью до 10-6К. Передача теплоты и измерение разности т-р камеры и блока осуществляется с помощью термобатарей, имеющих до 1000 спаев; эдс измерительной термобатареи и соответствующий тепловой поток пропорциональны малой разности т-р, возникающей между блоком и камерой, когда в ней выделяется или поглощается теплота. Чувствительность калориметров достигает 0,1 мкВт.

Рис. 3. Микрокалориметр Кальве: 1 - калориметрич. камера, окруженная термоспаями детекторной и компенсационной термобатарей; 2 - блок (оболочка) калориметра; 3 - термостатирующая оболочка; 4 - тепловая изоляция; 5 - трубка для введения в-ва в калориметр.

Микрокалориметры типа Кальве используют для изучения кинетики и определения энтальпий медленно протекающих процессов, а также энтальпий растворения в металлич. и оксидных расплавах (т. наз. высокотемпературная К. растворения). Калориметры дифференциально-сканирующей К. применяют для определения теплоемкости, энтальпии фазовых превращений, хим. р-ций с участием газа и др. Для определения теплоемкости в-в при т-рах до 4000 К, обладающих значит. электропроводностью (металлы, сплавы), используют методы модуляционной и импульсной К. В первой измеряют амплитуду колебаний т-ры образца при пропускании через него перем. тока известной частоты, во второй - подъем т-ры при нагр. тонкой проволоки (или стержня), изготовленной из образца, импульсами тока. К импульсной К. относится метод К. с нагревом вспышкой лазера, к-рый применяют для исследования металлич. и керамич. материалов, а также жидких в-в в интервале т-р 80-1100 К. Выбор методики, конструкции и типа калориметра определяется характером и продолжительностью изучаемого процесса, диапазоном т-р, в к-ром проводят измерение, кол-вом измеряемой теплоты и требуемой точностью. Совр. калориметры охватывают диапазон т-р от 0,1 до 4000 К и позволяют измерять кол-во теплоты от 10-5до неск. тыс. Дж с длительностью изучаемых процессов от долей с до десятков суток. Точность измерений до 10-2%. Данные К. применяют во мн. областях химии, в теплотехнике, металлургии, хим. технологии. Они используются для расчета термодинамич. свойств в-в, расчета хим. равновесий, установления связи между термодинамич. характеристиками в-ва и их св-вами и строением; составления тепловых балансов технол. процессов. Важное значение имеет калориметрич. изучение природы и структуры р-ров, процессов образования минералов. К. теплового потока применяется: в металлургии для определения энтальпий образования жидких и твердых металлич. сплавов, интерметаллич. соед. и др., в физ. химии и биохимии для изучения жидких кристаллов, идентификации и изучения св-в полимеров (напр., степени кристалличности и кинетики кристаллизации, т-р стеклования), изучения кинетики и термодинамики процессов с участием высокомол. соед., в т. ч. биополимеров; в аналит. химии для количеств. анализа смесей, определения чистоты в-в. Основоположником К. считают Дж. Блэка, создавшего в сер. 18 в. первый ледяной калориметр. Термин "калориметр" предложен А. Лавуазье и П. Лапласом в 1780.Лит.:Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954; Кальвс Э., Прат А., Микрокалориметрия, пер. с франц., М., 1963; Скуратов С. М., Колесов В. П., Воробьев А. Ф., Термохимия, ч. 1 2, М., 1964-66; Уэндландт У., Термические методы анализа, пер. с англ., М., 1978; Шестак Я., Теория термического анализа, физико-химические свойства твердых неорганических веществ, пер. с англ., М., 1987Г. А. Шарпатая.


Синонимы:
биокалориметрия, калориметрирование


  1. калориметрия—от лат. calor тепло и .метрия См. метрия совокупность методов измерения тепловых эффектов количеств теплоты сопровождающих различные физические химические и биологически...Большая Советская энциклопедия II
  2. калориметрия—калори греч. metreo измерять совокупность методов измерения количества тепла выделяемого или поглощаемого в ходе физических химических или биологических процессов в меди...Большой медицинский словарь
  3. калориметрия—calorimetry...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  4. калориметрия—ж. физ.calorimetra f...Большой русско-испанский словарь
  5. калориметрия—сущ. жен. рода только ед. ч....Большой русско-украинский словарь
  6. калориметрия—ж. calorimtrie f...Большой русско-французский словарь
  7. калориметрия—ж.calorimtrie f биокалориметрия калориметрирование...Большой французско-русский и русско-французский словарь
  8. калориметрия—совокупность методов измерения уд. тепломкости вв а также тепловых эффектов разл. физ.хим. процессов. Калориметрич. измерения проводятся в широком интервале темпр от до ...Большой энциклопедический политехнический словарь
  9. калориметрия—совокупность методов измерения тепловых эффектовсопровождающих различные физические химические и биологические процессы.Методами калориметрии определяют теплоемкости тепл...Большой энциклопедический словарь II
  10. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ совокупность методов измерения тепловых эффектов сопровождающих различные физические химические и биологические процессы. Методами калориметрии определяют те...Большой энциклопедический словарь III
  11. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ совокупность методов измерения тепловых эффектов сопровождающих различные физические химические и биологические процессы. Методами калориметрии определяют т...Большой Энциклопедический словарь V
  12. калориметрия—совокупность методов измерения тепловых эффектов сопровождающих разл. физ. хим. и биол. процессы. Методами К. определяют тепломкости теплоты фазовых переходов тепловые эф...Естествознание. Энциклопедический словарь
  13. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ и ж. calorimtrie f. ampLTлат. calor тепло гр. metreo меряю. Отдел физики занимающийся измерением количества теплотыem. БАС. Приношу Вам благодарность за сбо...Исторический словарь галлицизмов русского языка
  14. калориметрия—цепламеfontраньне калярымэтрыя...Кароткі расейска-беларускі фізыялягічны слоўнік
  15. калориметрия—и ж.em Совокупность методов измерения количества теплоты выделяющейся или поглощаемой в различных физических или химических процессах.[От лат. calor теплота и греч. ме...Малый академический словарь
  16. калориметрия—Калори греч. metre измерятьсовокупность методов измерения количества тепла выделяемого или поглощаемого в ходе физических химических или биологических процессов в медици...Медицинская энциклопедия
  17. калориметрия—корень КАЛОРИ корень МЕТР окончание ИЯ Основа слова КАЛОРИМЕТРВычисленный способ образования слова Бессуфиксальный или другой КАЛОРИ МЕТР ИЯ Слово Калориметрия со...Морфемный разбор слова по составу
  18. калориметрия—Начальная форма Калориметрия единственное число женский род именительный падеж неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  19. калориметрия—калориметрия ж. Совокупность методов измерения количества теплоты выделяющейся или поглощаемой при какомл. физическом химическом или биологическом процессе....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
  20. калориметрия—калориметрия калориметрия и к калория...Орфографический словарь
  21. калориметрия—u жu Р.u Д.u Пр.u калориметрии биокалориметрия калориметрирование...Орфографический словарь русского языка
  22. калориметрия—calorimtrie...Политехнический русско-французский словарь
  23. калориметрия—калориметрия калориметрии калориметрии калориметрий калориметрии калориметриям калориметрию калориметрии калориметрией калориметриею калориметриями калориметрии калоримет...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
  24. калориметрия—Орфографическая запись слова калориметрия Ударение в слове калориметрия Деление слова на слоги перенос слова калориметрия Фонетическая транскрипция слова калориметрия [к...Полный фонетический разбор слов
  25. калориметрия—калориметря р....Російсько-український словник (Українська академія наук)
  26. калориметрия—калориметрия и к калорияem Синонимы биокалориметрия калориметрирование...Русский орфографический словарь
  27. калориметрия—Ж мн. нет kalorimetriya fizikann cismin buraxd v udduu istilik miqdarn lmkl mul olan hisssi....Русско-азербайджанский словарь
  28. калориметрия—ж. calorimetry...Русско-английский медицинский словарь
  29. калориметрия—calorimetry калориметрия ж.ucalorimetry биокалориметрия калориметрирование...Русско-английский политехнический словарь
  30. калориметрия—ж. физ....Русско-английский психологический словарь
  31. калориметрия—калориметрия ж. физ.icalorimetry...Русско-английский словарь
  32. калориметрия—calorimetry...Русско-английский словарь по нефти и газу
  33. калориметрия—ж.calorimetry calorimetric measurement адиабатическая калориметрия высокотемпературная калориметрия газовая калориметрия дифференциальная сканирующая калориметрия лазерна...Русско-английский словарь по физике
  34. калориметрия—calorimetry...Русско-английский словарь по электронике
  35. калориметрия—calorimetry физ....Русско-английский строительный словарь
  36. калориметрия—calorimetry биокалориметрия калориметрирование...Русско-английский технический словарь
  37. калориметрия—calorimetry...Русско-английский химический словарь
  38. калориметрия—Каларыметрыя...Русско-белорусский словарь
  39. калориметрия—каларыметрыя жен.i...Русско-белорусский словарь II
  40. калориметрия—каларымеuтрыя ры калориметрия адиабатическая...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
  41. калориметрия—каларыметрыя ры...Русско-белорусский физико-математический словарь
  42. калориметрия—calorimetria...Русско-итальянский медицинский словарь
  43. калориметрия—ж. calorimetria f изотермическая калориметрия...Русско-итальянский политехнический словарь
  44. калориметрия—уатлшем...Русско-казахский терминологический словарь «Биология»
  45. калориметрия—ж. калориметрия физиканын блм бул жылуулукту лчйт....Русско-киргизский словарь
  46. калориметрия—Синонимы биокалориметрия калориметрирование...Русско-китайский словарь
  47. калориметрия—Kalorimetrie Wrmemessung...Русско-немецкий политехнический словарь
  48. калориметрия—Kalorimetrie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  49. калориметрия—Kalorimetrie...Русско-немецкий химический словарь
  50. калориметрия—ж физu calorimetria f биокалориметрия калориметрирование...Русско-португальский словарь
  51. калориметрия—kalorimetri s lme...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
  52. калориметрия—техн. физ. калориметря тепловимрювання электрическая калориметрия Синонимы биокалориметрия калориметрирование...Русско-украинский политехнический словарь
  53. калориметрия—calorimtrie...Русско-французский медицинский словарь
  54. калориметрия—calorimtrie...Русско-французский словарь по химии
  55. калориметрия—kalorimetrie...Русско-чешский словарь
  56. калориметрия—калориметрия и методы измерения тепловых эффектовСинонимы биокалориметрия калориметрирование...Русское словесное ударение
  57. калориметрия—калориметрия биокалориметрия калориметрирование...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
  58. калориметрия—калориметрия и Синонимы биокалориметрия калориметрирование...Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
  59. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ от лат. calor теплота и греч. metron мера. Измерение степени теплоты. Словарь иностранных слов вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н. КАЛОРИМЕТРИЯ...Словарь иностранных слов русского языка
  60. калориметрия—калориметрия калори i греч. metreo измерять совокупность методов измерения количества тепла выделяемого или поглощаемого в ходе физических химических или биологических п...Словарь медицинских терминов
  61. калориметрия—калориметрия методы измерения количества теплоты выделяемой организмом культурой микроорганизмов в процессе жизнедеятельности за определенный промежуток времени. К. позво...Словарь микробиологии
  62. калориметрия—калориметрия калориметрирование Словарь русских синонимов. калориметрия сущ. колво синонимов биокалориметрия калориметрирование Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. ....Словарь синонимов II
  63. калориметрия—калориметрия калориметрирование...Словарь синонимов
  64. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ совокупность методов измерения тепловых эффектов сопровождающих различные физические химические и биологические процессы. Методами калориметрии определяют те...Современный энциклопедический словарь
  65. калориметрия—калориметрия совокупность методов измерений количеств теплоты выделяемых или поглощаемых в различных процессах измерения производятся при помощи калориметра биол. мето...Толковый словарь иностранных слов
  66. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ калориметрии мн. нет. ж. от латин. calor теплота и греч. metreo мерю физ. Отдел физики занимающийся измерением количества теплоты....Толковый словарь русского языка II
  67. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ ж. Совокупность методов измерения количества теплоты выделяющейся или поглощаемой при какомлибо физическом химическом или биологическом процессе....Толковый словарь русского языка
  68. калориметрия—Ударение в слове калориметрияУдарение падает на буквы еиБезударные гласные в слове калориметрия...Ударение и правописание
  69. калориметрия—Rzeczownik калориметрия f Fizyczny kalorymetria f...Универсальный русско-польский словарь
  70. калориметрия—совокупность методов измерения тепловых эффектов колв теплоты сопровождающих различные физ. хим. и биол. процессы. К. включает измерения тепломкостей тел теплот фазовых п...Физическая энциклопедия
  71. калориметрия—калориметрия калориметрии калориметрии калориметрий калориметрии калориметриям калориметрию калориметрии калориметрией калориметриею калориметриями калориметрии калоримет...Формы слова
  72. калориметрия—Лирик Лира Лимит Лимерик Лима Ликтор Ликер Лик Летом Лето Летка Лерка Лера Лемка Лектор Лек Латимерия Ларек Ламер Лак Ктор Крот Крор Крит Криолит Крио Креол Крем Кратер К...Электронный словарь анаграмм русского языка
  73. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯ совокупность методов измерения тепловых эффектов сопровождающих различные физические химические и биологические процессы. Методами калориметрии определяют т...Энциклопедический словарь естествознания
  74. калориметрия—[calorimetry] совокупность методов измерения тепловых эффектов количества теплоты сопровождающая разные физические и химические процессы. Калориметрия включает измерение...Энциклопедический словарь по металлургии
  75. калориметрия—физ. и хим. К. назыв. собрание способов количественного определения тепла выделившегося или поглощенного при разного рода физических или химических явлениях. В начале ка...Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
  76. калориметрия—КАЛОРИМЕТРИЯизмерение теплоты более точно измерение тепловых эффектов количеств теплоты сопровождающих физические химические или биологические процессы. Калориметрия исп...Энциклопедия Кольера II