Толковый словарь Ушакова:
КАЛОРИ́МЕТР, калориметра, ·муж. (от ·лат. calor — теплота и ·греч. metron — мера) (физ.). Прибор для измерений количества теплоты.
Большой энциклопедический словарь:
КАЛОРИМЕТР (от лат. calor — тепло и...метр) — прибор для измерения количеств теплоты, выделяющейся или поглощающейся при различных физических, химических или биологических процессах.
Большая советская энциклопедия:
Калориметр
(от лат. calor — тепло и ...метр)
прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в каком-либо физическом, химическом или биологическом процессе. Термин «К.» был предложен А. Лавуазье и П. Лапласом (1780).
Современные К. работают в диапазоне температур от 0,1 до 3500 К и позволяют измерять количество теплоты с точностью до 10-2%. Устройство К. весьма разнообразно и определяется характером и продолжительностью изучаемого процесса, областью температур, при которых производятся измерения, количеством измеряемой теплоты и требуемой точностью.
К., предназначенный для измерения суммарного количества теплоты Q, выделяющейся в процессе от его начала до завершения, называют К.-интегратором; К. для измерения тепловой мощности L и её изменения на разных стадиях процесса — измерителем мощности или К.-осциллографом. По конструкции калориметрической системы и методу измерения различают жидкостные и массивные К., одинарные и двойные (дифференциальные).
Жидкостный К.-интегратор переменной температуры (рис. 1) с изотермической оболочкой применяют для измерений теплот растворения и теплот химических реакций. Он состоит из сосуда с жидкостью (обычно водой), в котором находятся: камера для проведения исследуемого процесса («калориметрическая бомба»), мешалка, нагреватель и термометр. Теплота, выделившаяся в камере, распределяется затем между камерой, жидкостью и др. частями К., совокупность которых называют калориметрической системой прибора. Изменение состояния (например, температуры) калориметрической системы позволяет измерить количество теплоты, введённое в К. Нагрев калориметрической системы фиксируется термометром. Перед проведением измерений К. градуируют — определяют изменение температуры калориметрической системы при сообщении ей известного количества теплоты (нагревателем К. или в результате проведения в камере химической реакции с известным количеством стандартного вещества). В результате градуировки получают тепловое значение К., т. е. коэффициент, на который следует умножить измеренное термометром изменение температуры К. для определения количества введённой в него теплоты. Тепловое значение такого К. представляет собой Теплоёмкость (с) калориметрической системы. Определение неизвестной теплоты сгорания или др. химической реакции Q сводится к измерению изменения температуры t калориметрической системы, вызванного исследуемым процессом: Q = ct. Обычно значение Q относят к массе вещества, находящегося в камере К.
Калориметрические измерения позволяют непосредственно определить лишь сумму теплот исследуемого процесса и различных побочных процессов, таких как перемешивание, испарение воды, разбивание ампулы с веществом и т.п. Теплота побочных процессов должна быть определена опытным путём или расчётом и исключена из окончательного результата. Одним из неизбежных побочных процессов является Теплообмен К. с окружающей средой посредством излучения и теплопроводности. В целях учёта побочных процессов и прежде всего теплообмена калориметрическую систему окружают оболочкой, температуру которой регулируют.
У жидкостных изотермическую К. температуру оболочки поддерживают постоянной. При определении теплоты химической реакции наибольшие затруднения часто связаны не с учётом побочных процессов, а с определением полноты протекания реакции и с необходимостью учитывать несколько реакций.
В К.-интеграторе другого вида — изотермическом (постоянной температуры) введённая теплота не изменяет температуры калориметрической системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть этой системы (например, таяние льда в ледяном калориметре Бунзена). Количество введённой теплоты рассчитывается в этом случае по массе вещества, изменившего агрегатное состояние (например, массе растаявшего льда, которую можно измерить по изменению объёма смеси льда и воды), и теплоте фазового перехода (См. Теплота фазового перехода).
Массивный К.-интегратор чаще всего применяют для определения энтальпии (См. Энтальпия) веществ при высоких температурах (до 2500 °С). Калориметрическая система у К. этого типа представляет собой блок из металла (обычно из меди или алюминия) с выемками для сосуда, в котором происходит реакция, для термометра и нагревателя. Энтальпию вещества рассчитывают как произведение теплового значения К. на разность подъёмов температуры блока, измеряемых после сбрасывания в его гнездо ампулы с определённым количеством вещества, а затем пустой ампулы, нагретой до той же температуры.
Теплоёмкость газов, а иногда и жидкостей, определяют в т. н. проточных лабиринтных К. — по разности температур на входе и выходе стационарного потока жидкости или газа, мощности этого потока и джоулевой теплоте, выделенной электрическим нагревателем К.
К., работающий как измеритель мощности, в противоположность К.-интегратору должен обладать значительным теплообменом, чтобы вводимые в него количества теплоты быстро удалялись и состояние К. определялось мгновенным значением мощности теплового процесса. Тепловая мощность процесса находится из теплообмена К. с оболочкой. Такие К. (рис. 2), разработанные французским физиком Э. Кальве (Е. Calvet, 1895—1966), представляют собой металлический блок с каналами, в которые помещают цилиндрические ячейки. В ячейке проводится исследуемый процесс; металлический блок играет роль оболочки (температура его поддерживается постоянной с точностью до 10-5—10-6 К). Разность температур ячейки и блока измеряется термобатареей, имеющей до 1000 спаев. Теплообмен ячейки и эдс термобатареи пропорциональны малой разности температур, возникающей между блоком и ячейкой, когда в ней выделяется или поглощается теплота. В блок помещают чаще всего две ячейки, работающие как дифференциальный К.: термобатареи каждой ячейки имеют одинаковое число спаев и поэтому разность их эдс позволяет непосредственно определить разность мощности потоков теплоты, поступающей в ячейки. Этот метод измерений позволяет исключить искажения измеряемой величины случайными колебаниями температуры блока. На каждой ячейке монтируют обычно две термобатареи: одна позволяет скомпенсировать тепловую мощность исследуемого процесса на основе Пельтье эффекта, а другая (индикаторная) служит для измерения нескомпенсированной части теплового потока. В этом случае прибор работает как дифференциальный компенсационный К. При комнатной температуре такими К. измеряют тепловую мощность процессов с точностью до 1 мквт.
Обычные названия К. — «для химической реакции», «бомбовый», «изотермический», «ледяной», «низкотемпературный» — имеют историческое происхождение и указывают главным образом на способ и область использования К., не являясь ни полной, ни сравнительной их характеристикой.
Общую классификацию К. можно построить на основе рассмотрения трёх главных переменных, определяющих методику измерений: температуры калориметрической системы Tc; температуры оболочки To, окружающей калориметрическую систему количества теплоты L, выделяемой в К. в единицу времени (тепловой мощности).
К. с постоянными Tc и To называют изотермическим; с Tc = To — адиабатическим; К., работающий при постоянной разности температур Tc — To, называют К. с постоянным теплообменом; у изопериболического К. (его ещё называют К. с изотермической оболочкой) постоянна To, а Tc является функцией тепловой мощности L.
Важным фактором, влияющим на окончательный результат измерений, является надёжная работа автоматических регуляторов температуры изотермических или адиабатических оболочек. В адиабатическом К. температура оболочки регулируется так, чтобы она была всегда близка к меняющейся температуре калориметрической системы. Адиабатическая оболочка — лёгкая металлическая ширма, снабженная нагревателем, — уменьшает теплообмен настолько, что температура К. меняется лишь на несколько десятитысячных град/мин. Часто это позволяет снизить теплообмен за время калориметрического опыта до незначительной величины, которой можно пренебречь. В случае необходимости в результаты непосредственных измерений вводится поправка на теплообмен, метод расчёта которой основан на законе теплообмена Ньютона — пропорциональности теплового потока между К. и оболочкой разности их температур, если эта разность невелика (до 3—4 °С).
Для К. с изотермической оболочкой теплоты химической реакции могут быть определены с погрешностью до 0,01%. Если размеры К. малы, температура его изменяется более чем на 2—3 °С и исследуемый процесс продолжителен, то при изотермической оболочке поправка на теплообмен может составить 15—20% от измеряемой величины и существенно ограничить точность измерений. В этих случаях целесообразнее применять адиабатическую оболочку.
При помощи адиабатического К. определяют теплоёмкость твёрдых и жидких веществ в области от 0,1 до 1000 К. При комнатных и более низких температурах адиабатический К., защищенный вакуумной рубашкой, погружают в Дьюара сосуд (См. Дьюара сосуды), заполненный жидким гелием, водородом или азотом (рис. 3). При повышенных температурах (выше 100 °С) К. помещают в термостатированную электрическую печь.
Лит.: Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954; Скуратов С. М., Колосов В. П., Воробьев А. Ф., Термохимия, ч. 1—2, М., 1964—66; Кальве Э., Прат А., Микро-калориметрия, пер. с франц., М., 1963; Experimental thermochemistry, v. 1—2 N. Y. — L., 1956-62.
В. А. Соколов.
Рис. 1. Жидкостный калориметр-интегратор с изотермической оболочкой (схема): 1 — «калориметрическая бомба»; 2 — нагреватель для возбуждения реакции; 3 — собственно калориметр (сосуд, заполненный водой); 4 — термометр сопротивления; 5 — холодильник (трубка, через которую можно пропускать холодный воздух); 6 — изотермическая оболочка калориметра, заполненная водой; 7 — нагреватель оболочки; 8 — контактный термометр для регулировки температуры оболочки; 9 — контрольный термометр; 10 — мешалки с приводом.
Рис. 2. Калориметр Э. Кальве для измерения тепловой мощности процессов (схема): 1 — калориметрическая ячейка с термопарами; 2 — блок калориметра; 3 — металлические конусы для создания однородного поля температур в блоке; 4 — оболочка; 5 — нагреватель для термостатирования прибора; 6 — тепловые экраны; 7 — тепловая изоляция; 8 — трубка для введения вещества в калориметр; 9 — окно для отсчётов показаний гальванометра 10.
Рис. 3. Адиабатический калориметр для определения теплоёмкости при низких температурах (схема): 1 — калориметр (а — сосуд для вещества, б — термометр сопротивления, в — нагреватель); 2 — адиабатические оболочки (ширмы); 3 — вакуумная рубашка; 4 — труба для откачки; 5 — трубка для электрических проводов.
Толковый словарь Даля:
калориметр
КАЛОРИМЕТР м. снаряд для определения степени теплоты, тепломер; или снаряд для скопленья, сосредоточенья теплоты; теплохранитель. Калорифер, печь, топка; вообще снаряд для согреванья комнат.
Большой словарь иностранных слов:
Калориметра, м. [от латин. calor – теплота и греч. metron – мера] (физ.). Прибор для измерений количества теплоты.
Толковый словарь Кузнецова:
калориметр
КАЛОРИМЕТР -а; м. [от лат. calor — тепло и греч. metron — мера] Прибор для измерения количества теплоты (в калориях), выделяемой или поглощаемой телами при каком-л. физическом, химическом или биологическом процессе (например, при сжигании топлива или при теплообмене).
Малый академический словарь:
калориметр
-а, м.
Прибор для измерения количества теплоты (в калориях), отдаваемой или поглощаемой телами.
Микробиология. Словарь терминов:
Прибор для определения количества теплоты, выделяемой или поглощаемой при каком–либо физ., хим. или биол. процессе.
Орфографический словарь Лопатина:
орф.
калориметр, -а (к калория)
Толковый словарь Ожегова:
КАЛОРИМЕТР, а, м. Прибор для измерения количества теплоты.
Физический энциклопедический словарь:
(от лат. calor — тепло и греч. metreo — измеряю), прибор для измерения кол-ва теплоты, выделяющейся или поглощающейся в к.-л. физ., хим. или биол. процессе. Термин «К.» был предложен франц. учёными А. Лавуазье и П. Лапласом (1780).
Совр. К. работают в диапазоне темп-р от 0,1 до 3500 К и позволяют измерять кол-во теплоты с точностью до 10-2 %. Конструкции К. весьма разнообразны и определяются . хар-ром и продолжительностью изучаемого процесса, областью темп-р, при к-рых производятся измерения, кол-вом измеряемой теплоты и требуемой точностью. К., предназначенный для измерения суммарного кол-ва теплоты Q, выделяющейся в процессе от его начала до завершения, наз. К.-и нтегратором; К. для измерения тепловой мощности L и её изменений на разных стадиях процесса — измерителем мощности или К.-осциллографом. По конструкции калориметрич. системы и методу измерения различают жидкостные и массивные К., одинарные и двойные (дифференциальные).
Жидкостный К.-интегратор перем. темп-ры (рис. 1) с изотермич. оболочкой применяют для измерений теплот растворения и теплот хим. реакций. Он состоит из сосуда с жидкостью (обычно водой), в к-ром находятся камера для проведения исследуемого процесса («калориметрич. бомба»), мешалка, нагреватель и термометр. Теплота, выделившаяся в камере, распределяется затем между камерой, жидкостью и др. частями К., совокупность к-рых называют калориметрич. системой прибора. Изменение состояния (напр., темп-ры) калориметрич. системы позволяет измерить кол-во теплоты, введённое в К. Перед проведением измерений К. градуируют и получают тепловое значение К., т. е. коэфф., на к-рый следует умножить измеренное термометром изменение темп-ры К. для определения кол-ва введённой в него теплоты. Тепловое значение жидкостного К.— это теплоёмкость С калориметрич. системы. Определение Q таким К. сводится к измерению изменения темп-ры DT калориметрич. системы, вызванного исследуемым процессом: Q=CDT.
Калориметрич. измерения позволяют непосредственно определить сумму теплот исследуемого процесса и разл. побочных процессов, таких, как размешивание, испарение воды, разбивание ампулы с в-вом и т. п., теплота к-рых должна быть определена опытным путём или расчётом и исключена из окончат. результата. Одним из неизбежных побочных процессов явл. теплообмен К. с окружающей средой посредством излучения и теплопроводности. В целях учёта побочных процессов, и прежде всего теплообмена, калориметрич. систему окружают оболочкой, темп-ру к-рой регулируют.
Рис. 1. Жидкостный калориметр-интегратор с изотермич. оболочкой (схема): 1 — «калориметрич. бомба»; 2 — нагреватель для возбуждения реакции; 3 — собственно калориметр (сосуд с водой); 4 — термометр сопротивления; 5 — холодильник (трубка, по к-рой пропускают холодный воздух); в — изотермич. оболочка, заполненная водой; 7 — нагреватель оболочки; 8 — контактный термометр; 9 — контрольный термометр; 10 — мешалки с приводом.
В К. другого вида — изотермическом (пост. темп-ры) — введённая теплота не изменяет темп-ры калориметрич. системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть этой системы (напр., таяние льда). Кол-во введённой теплоты пропорционально в этом случае массе в-ва, изменившего агрегатное состояние, и теплоте фазового перехода.
Массивный К.-интегратор чаще всего применяется для определения энтальпии в-в при темп-pax до 250 °С. Калориметрич. система у К. этого типа представляет собой блок из металла (обычно из Cu или Al) с выемками для сосуда (в к-ром происходит реакция), термометра и нагревателя. Энтальпию в-ва рассчитывают как произведение теплового значения К. на разность подъёмов темп-р блока, измеряемых после сбрасывания в его гнездо ампулы с определ. кол-вом в-ва, а затем пустой ампулы, нагретой до той же темп-ры. Теплоёмкость газов, а иногда и жидкостей, определяют в т. н. проточных лабиринтных К.— по разности темп-р на входе и выходе стационарного потока жидкости или газа, по мощности потока и по кол-ву теплоты, выделенной электрич. нагревателем.
К., работающий как измеритель мощности, в противоположность К.-интегратору, должен обладать значит. теплообменом, чтобы вводимые в него кол-ва теплоты быстро удалялись и состояние К. определялось мгновенным значением мощности теплового процесса. Тепловая мощность процесса находится из теплообмена К. с оболочкой. Такие К. (рис. 2), разработанные франц. физиком Э. Кальве, представляют собой металлич. блок с каналами, в к-рые помещаются цилиндрич. ячейки. В ячейке проводится исследуемый процесс; металлич. блок играет роль оболочки (темп-ра его поддерживается постоянной с точностью до 10-5—10-6 К).
Рис. 2. Калориметр Э. Кальве для измерения тепловой мощности процессов (схема): 1 — калориметрич. ячейка с термопарами; 2 — блок калориметра; 3 — металлич. конусы для создания однородного поля темп-р в блоке; 4 — оболочка; 5 — нагреватель для термостатирования прибора; в — тепловые экраны; 7 — тепловая изоляция; 8 — трубка для введения в-ва; 9 — окно для отсчётов показаний гальванометра 10.
Разность темп-р ячейки и блока измеряется термобатареей. В блок помещают чаще всего две ячейки, работающие как дифф. К. На каждой ячейке монтируют обычно две термобатареи: одна позволяет скомпенсировать тепловую мощность исследуемого процесса на основе Пельтье эффекта, а другая (индикатриса) служит для измерения нескомпенсированной части теплового потока. В этом случае прибор работает как дифф. компенсационный К.
Обычные названия К.— «для хим. реакций», «бомбовый», «изотермический», «ледяной», «низкотемпературный» — указывают гл. обр. на способ и область использования К., не являясь ни полной, ни сравнительной их хар-кой.
Общую классификацию К. можно построить на основе рассмотрения трёх главных переменных, определяющих методику измерений: темп-ры калориметрич. системы Tс; темп-ры оболочки T0, окружающей калориметрич. систему; кол-ва теплоты L, выделяемой в К. в ед. времени (тепловой мощности).
К. с пост. Tс и T0 наз. изотермическим; с Tс=T0—адиабатическим; К., работающий при пост. разности темп-р Tс-T0, наз. К. с пост. теплообменом; у К. с изотермич. оболочкой постоянна T0, а Тс явл. ф-цией L. В адиабатич. К. темп-pa оболочки регулируется так, чтобы она была всегда близка к меняющейся темп-ре калориметрич. системы. Часто это позволяет уменьшить теплообмен за время калориметрич. опыта до незначит. величины, к-рой можно пренебречь. В случае необходимости в результаты непосредств. измерений вводится поправка на теплообмен, метод расчёта к-рой основан на пропорциональности теплового потока между К. и оболочкой разности их темп-р (закон теплообмена Ньютона), если эта разность невелика (до 3—4°С). Для К. с изотермич. оболочкой теплоты хим. реакций могут быть определены с погрешностью до 0,01%. Если размеры К. малы и темп-ра его изменяется более чем на 2—3°С, а исследуемый процесс продолжителен, то при изотермич. оболочке поправка на теплообмен может составить 15—20% от измеряемой величины, что существенно ограничивает точность измерений. В этих случаях целесообразней применять адиабатич. оболочку. При помощи адиабатич. К. определяют теплоёмкость тв. и жидких в-в в области от 0,1 до 1000 К. При комнатной и более низких темп-pax адиабатич. К., защищённый вакуумной рубашкой, погружают в сосуд Дьюара, заполненный жидкими гелием или азотом (рис. 2). При повышенных темп-рах (выше 100°С) К. помещают в термостатированную электрич. печь. Адиабатич. оболочка — лёгкая металлич. ширма, снабжённая нагревателем, уменьшает теплообмен настолько, что темп-pa К. меняется лишь на неск. десятитысячных °С/мин.
Грамматический словарь Зализняка:
Калориметр, калориметры, калориметра, калориметров, калориметру, калориметрам, калориметр, калориметры, калориметром, калориметрами, калориметре, калориметрах
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020