Способ определения разностей теплоемкостей исследуемого образца и эталона

 

Изобретение относится к термодинамике и может быть использовано в самых различных областях физики для дифференциальных калориметрических измерений теплоемкости, например, в физике твердого тела биофизике и т.п. и позволяет повысить точность измерения разности теплоемкостей образца и эталона и обеспечение возможности измерения абсолютной теплоемкости малых образцов для широкого класса исследуемых объектов. Способ измерения основан на следующем. До подачи теплового импульса идентичные ячейки с эталоном и исследуемым образцом находятся в тепловом равновесии при определенном значении температуры. В обе ячейки в течение некоторого промежутка времени подают одинаковый дозированный импульс тепловой энергии. Непрерывно фиксируют возникающую при этом разность температур между обеими ячейками до установления нового равновесного состояния при более высокой температуре. Определяют количество тепла, перешедшее из одной ячейки в другую в процессе перехода системы из одного равновесного состояния в другое, и затем вычисляют разность теплоемкостей образца и эталона. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g ) g С 01 Н 25/20 (2 1) 43090 31/,1- : 0 (22) 22. 09. 87(46) 30„11 90. Бюл. И 44 (71) Институт физики АН ГССР (72) К. А, 1 в авадзе и М, М. Надар ейшвили (53) 536, 6 (О 88) (56) Иэндлант У. Термические методы анализа. М,: Мир, 1978, с ° 145.

Джонс P.Ó, и др. Приборы для научных исследований, N- 7, 1973, с. 18. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТЕ11

ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ИССЛЕДУЕМОГО ОБРАЗЦА

И ЭТАЛОНА. (57) Изобретение относится к термодинамике и может быть использовано в самых различных областях физики для дифференциальных калориметрических измерений теплоемкости, например в физике -твердо-о тела, биофизике и т, и,, и позволяет повысить точность измерения р азно сти тепло емко стей образца

Изобретение относится к термодинамике и может быть использовано в самых различных областях физики для диф" ференциальных калориметрических измерений теплоемкости, например в физике твердого тела, биофизике и т,п.

Цель изобретения — повышение точности опредепсния разности теплоемкостей исследуемого образца и эталона, а т акж е обе си ечение воз можно сти измерения абсолютной теплоемкости малых масс образцов с низкой теплопроводност ью.

На чертеже привецена зависимость разности температур измерительной ячейки и ячейки с эталоном от времени, ц 9) - (ill 6 1 О + и "=.талопа Ii обеспечение возможности изм рения абсолютной теплоемкостн малы-: образцов для широкого класса иссл".цуeмыx объектов, Способ измерения

Основан на следующем. До подачи теплового импульса идентичные ячейки с эталоном и исслецуемым образцом нахоцят "FI в тепловом равновесии при определенном значении температуры. Б обе яче iõè в течение некоторого промежутка времени подают од;:наковый дозирова пый импульс тепловой энергии. Не= пре ывно фиксируют возникающую при этом разность температур между обеими ячейками цо установления НОВОГО pGB новесного состояния при более высокой температуре. Определяют количество тепла, перешедшее из одной ячейки в другую в процессе перехода системы из одного равновесного состояния в другое, и затем вычисляют разность теплоемкостей образца и эталона. 1 ил.

Способ определения разности тепло".ìêooòåé исследуемого образца и эталона Основан на следующем. До подачи теплово го импульса идентичные ячейки с эталоном и исследуемым образцом находятся. в тепловом равновесии при опрецетенном значении температуры Т

Б обе ячейки одновременно в течение некоторого промежутка времени подают одинаковые дозированные импульсы тепловой энергии, после прекращения по-. да-:Eiiкоторых систе,ма приходит опять в равновесие при температуре Т = Т1+

+ IТ. Б течение всего процесса температура адиабатных экранов автоматически следует 3а -,åìFioðàòóðoé диффе1610415 ренциапьной ячейки с помощью систегы регулирования, датчиком которой является термобатарея, а нагрузками - нагреватели адиабатических экранов кало"5 риметра. Это обеспечивает адиабатные условия дифференциальных ячеек в хо= де всего процесса, Если теплоемкости образца и эталона отличаются на неко- торую величину С, то во время нагре- 10 ва возникает разность температур аТ(г) между ячейками, как функция времени, по которой определяют количество тепла Щ, перешедшее из одной ячейки в другую, Так как в начале и в конце нагрева разность температур между ячейк ами р авиа нулю (сист ема находится в тепловом равновесии), то 4С =

= 2hg/ЬТ, так как ЬЯ gS, где 6 чувствительность калориметра при тем-20 пературе Т = (Т + Т ) /2, то разность теплоемкостей образца и эталона может быть равна 2Q S/ÜT, где S - площадь, ограниченная кривой изменения, разности температуры и базовой линией. 25

Перед началом измерений капориметр вакуумируют до 10 Па, создают тепло." вое равновесие и калибруют обычным стандартным методом. После калибровки 30 измерительные ячейки находятся в теп= ловом paH1IDBecHH при температуре Т1.

Система регулирования температуры экранов, в которые заключены измеритель" ные ячейкгг, автоматически поддержива-, ют в адиабатных условиях в течение всего процесса. Затем подают одинако" вые импульсы тепловой энергии и непрерывно регистрируют возникающую разность температур между ячейками, 40 по которой затем рассчитывается количество тепла hgг, перешедшее из од= ной ячейки в другую во время нагрева до перехода калориметра в новое рав". новесное состояние с температурой Т . 45

Затем по приведенной выше формуле определяют разность теплоемкостей образца и эталона.

Экспериментальные исследования температурной зависимости разностей теплоемкостей в области сверхпроводяще ro пер ехода высо коте мпер атуддо го сверхпроводника Y Ва Са 0„(Тс-90 К) показали, что С можно определить с точностью до 0,1, Кроме того, способ позволяет проводить прецизионные измерения малой разности теплоемкостей исследуемого образца относительно эталона и абсолютной теплоемкости малых масс (начиная с 0,07г) в широком ин! тервале температур.

Формула из обретения

Способ определения разностей теплоемкостей исследуемого образца и эталона, заключающийся в том, что в ячейки с эталоном и исследуемым образцом, находящиеся в тепловом равновесии, падают тепловой импульс, непрерывно регистрируют разность температур между эталоном и исследуемым образцом до установления равновесного состояния при более высокой температуре, по которой определяют искомую разность теплоемкостей исследуемого образца и эталона,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности теплоемкостей исследуемого образца и эталона, а также обес" печения возможности измерения абсолютной теплоемкости малых масс образцов с низкой теплопроводностью, в обе ячейки подают одновременно разные дозированные тепловые импульсы, а разность теплоемкостей исследуемого образца и эталона определяют по количеству тепла, перешедшего из одной ячейки в другую в процессе перехода системы из одного равновесного состояния в другое.

1610415

Со ставитель 3, Исак ае в

Техред М.Дидык Корректор М.!Чарони

Редактор А,Долинич

Заказ 3736 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101