Устройство для исследования тепловых эффектов

 

О П И С А Н И Е 404005

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 29.Х11.1970 (№ 1606101/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х,1973. Бюллетень ¹ 43

Дата опуоликования описания 19.III.1974

М, Кл. G Oln 25/04

G 0ln 27/14

Государственный комитет

Савета Министров СССР по делам изобретений и открытии

УДК 536.66(088.8) Авторы изобретения

А. Т. Лукьянов, С. T. Безверхова, |О. А. Скопин и О. В. Ривин

Казахский государственный университет им. С. М. Кирова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании, например, термокинетики химических реакций, в частности при реакциях каталитического разложения перекиси водорода, гидрировапия непредельных соединений и др. известны дилатометры, в которых изменение объема регистрируется по перемещению уровня жидкости в градуированном капиллярее. 10

Однако известные дилатометры пе дают высокой точности и позволяют решать ограниченный класс задач.

Целью изобретения является увеличение точности устройства и расширение класса ре- 15 шаемых задач.

Для этого устройство содержит химотропную ячейку с капиллярным сужением, подключенную посредством жидкостного затвора к сосуду с двойными стенками, а выход химо- 20 тронной ячейки соединен с измерительным элементом.

Химотронная ячейка выполнена в виде стектяпного сосуда, в капиллярном сужении которого впаян платиновый электрод малой площади, а в широкой части сосуда впаян второй электрод большой площади, причем простран-ство между электродами заполнено раствором

Йода в йодистом калии.

Изобретение нояснено чертсжамп. 30

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 — результаты экспериментов, проведенных в условиях теплоотвода при погружении сосуда с двойными стенками в водяной термостат; на фиг. 3 — то же, без теплоотвода.

Устройство для исследования тепловых эффектов химических реакций содержит сосуд 1 с двойными стенками 2, пространство между которыми заполнено жидкостью с высоким коэффициентом об ьемного расширения, например толуолом, который помещен в теплоизоляционную оболочку 3. В сосуде 1 имеется термометр 4 н пихромовый нагреватель 5, а на дне — магнитная мешалка 6.

К сосуду 1 посредством промежуточной градуированной U-образной стеклянной трубки 7, заполненной жидкостью, например ртутью, присоединена химотронная ячейка 8.

Химотронная ячейка 8 изготовлена из изоляционного материала, например стекла, в виде сосуда с капиллярным сужением 9 в средней части, в которой впаян платиновый электрод

10. Электрод 11 с большой поверхностью расположен на расстоянии 1 см от электрода

10 с малой поверхностью. Межэлектродное пространство заполняют раствором йода в йодистом калии.

Кэ

< -лектродам 10 и 11 хпмотронпой ячейки 8 подклюrcrra цепь, состоящая из батареи 12, 404005 микроамперметра 13 и переменного резистора 14, который служит для установки порогового тока. На платиновые электроды 10, 11 подано постоянное напряжение от батареи 12, регулируемое резистором 14. Ток, проходящий через ячейку 8, измеряют индикатором выхода автоматически или визуально стрелочным микроамперметром 13.

При градуировке сосуд 1 заполняют 10—

15 мл дистиллированной воды, закрывают пробкой со вставленным термометром 4 (чувствительность 0,05 С) и нихромовым нагревателем 5 с сопротивлением порядка 10 ом. Перемешивание воды в сосуде 1 осуществляется магнитной мешалкой 6.

При пропускании тока через спираль нагревателя 5 вода в сосуде нагревается, при этом дилатометрическая жидкость расширяется, уровень ртути изменяется и происходит переток раствора в химотронной ячейке 8 через капиллярное сужение 9.

В процессе нагревания (охлаждения) регистрируются в зависимости от времени изменения температуры l С (кривая А, см. фиг. 2, 3) уровня ртути AV (кривая В) и тока в цепи химотрона, i (кривая C). AV характеризует изменение объема дилатометрической жидкости.

Температурная кривая А (фиг. 2) имеет три явно выраженных участка. Начальный участок а — это зона быстрого нагрева, когда теплоотвод практически еще пс проявился. По мере накопления тепла начинает возрастать его отвод (участок б), на почти горизонтальном участке в все поступающее тепло успевает отводиться. Соответственно па кривой зависимости тока от времени выявляются такие же участки г, д и е. В области быстрого нагрева резко возрастает ток в цепи, который начинает незначительно уменьшаться по мере снижения скорости подвода тепла вследствие уменьшения скорости протекания раствора через капилляр. В положении, близком к равновесию, ток через химотронную ячейку 8 стремится к

5 исходному значению.

При отсутствии теплоотвода (фиг. 3) зависимость температуры от времени близка к линейной, в согласии с этим ток принимает некоторое предельное значение, отвечающее по1О стоянной скорости протекания раствора через капилляр химотрона.

Устройство было применено при изучении динамики тепловых эффектов химических процессов, в частности реакции каталитиче15 ского разложения перекиси водорода и каталитического гидрирования.

Предмет изобретения

1. Устройство для исследования тепловых эффектов, содержащее сосуд с двойными стенками, пространство между которыми заполнено дилатометрическим веществом, и измери25 тельный элемент, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности устройства и расширения класса решаемых задач, оно содержит химотропную ячейку с капиллярным сужением, подключенную посредством жидкостЗО ного затвора к сосуду с двойными стенками, а выход химотронной ячейки соединен с измерительным элементом.

2. Устройство по и. 1, отличаюш,неся тем, что в пем химотронная ячейка выполнена в

35 виде стеклянного сосуда, в капиллярном c) женин которого впаян платиновый электрод малой площади, а в широкой части сосуда впаян второй электрод большой площади, причем пространство между электродами за40 полнепо раствором йода в йодистом калии.

404005 - мка

Время

Ф 8 В 10 12 мь и.

Составитель В. Гусева

Тскрсд A. Камышникова

Корректор 3. Тарасова

Редактор Ф. Хлебникова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 604/11 Изд. № 187 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, iK-35, Раушская наб., д. 415