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關于量熱儀工作(zuò)原理(lǐ)及注意事項

時(shí)間(jiān):2012-03-10 15:35   來(lái)源:未知

一、量熱儀的工作(zuò)原理(lǐ)
    将一克煤炭放到沖入過量氧氣(助燃)氧彈中燃燒,它所産生(shēng)的熱量必然通(tōng)過氧彈向內(nèi)桶的水(shuǐ)中導熱,通(tōng)過方箱上(shàng)蓋的攪拌葉将其攪拌均勻後,內(nèi)筒溫度探頭精确測量氧彈中一克煤碳所釋放的能量-即熱量,表示單位為(wèi)焦耳J或卡KA,二者換算(suàn)單位為(wèi);一卡等于4.1816焦耳,焦耳為(wèi)國标單位,日常工作(zuò)與生(shēng)活中通(tōng)常說卡而很(hěn)少(shǎo)有(yǒu)人(rén)說焦耳。 
    通(tōng)過上(shàng)面我們知道(dào)一克煤碳的熱量使用內(nèi)筒探頭所測得(de),那(nà)麽,如果內(nèi)筒探頭沒有(yǒu)一個(gè)标準的起始參照溫度為(wèi)起點,它測不出一克煤碳的總熱值,所以,在這一克煤碳沒有(yǒu)燃燒之前,內(nèi)筒探頭要選擇一個(gè)穩定的溫度值為(wèi)參照物,那(nà)麽,這個(gè)标準而又穩定的參照物就是注滿在方箱中的水(shuǐ),而方箱中的水(shuǐ)溫是絕不允許變化的,當然,絕對不可(kě)能,但(dàn)要盡量控制(zhì)其水(shuǐ)溫不能大(dà)幅或瞬間(jiān)波動。
二、環境溫度的要求
    保證外桶水(shuǐ)溫的恒定是做(zuò)發熱量的基本重要前題,日常需注意如下幾點,一,量熱儀應放置在一單獨密封較好溫度恒定的實驗室內(nèi),室內(nèi)空(kōng)氣無對流,比如風扇,門(mén)窗之類應關閉,二,無熱源,如,無陽光直射,無馬弗爐,電(diàn)爐,幹燥箱類的熱源,實驗室內(nèi)按要求有(yǒu)空(kōng)調恒溫,而空(kōng)調風速應調至小(xiǎo)檔,風口不能直吹量熱儀。
三、标定
    一克煤碳燃燒後其熱值傳到內(nèi)筒溫度探頭的過程中,其傳導途徑中的氧彈,內(nèi)桶,水(shuǐ),等多(duō)種因素必然會(huì)産生(shēng)熱消耗,而這一系列熱消耗必然會(huì)給最終測量結果帶來(lái)較大(dà)的誤差,所以,我們必須要求出在某一恒定水(shuǐ)溫下這些(xiē)熱消耗的值,儀器(qì)表示單位為(wèi)E,A,K,輸入到儀器(qì)中進行(xíng)一個(gè)溫度補償才行(xíng),這就是做(zuò)标定的目的。有(yǒu)一點還(hái)需特别注意,即,不同室溫必然會(huì)給外筒水(shuǐ)溫帶來(lái)不同變化,而不同水(shuǐ)溫下的氧彈,內(nèi)桶,等多(duō)種因素所産生(shēng)的熱消耗也是不同的,所以,看似較寬松的标定環境溫度實際是非常嚴格的,比方說,做(zuò)标定,任意選擇一個(gè)室溫都可(kě)以,首先保證外筒的水(shuǐ)是滿的,而且是恒定24小(xiǎo)時(shí)以上(shàng)與室溫保持恒定即可(kě),假設今天室溫是32度,單求出準确的标定值(即熱消耗值E,A,K)輸入到儀器(qì)中,再反标定确定儀器(qì)達到國标要求後,儀器(qì)即調試完成,那(nà)麽,标定所求出的熱消耗值E,A,K是室溫是32度熱消耗值,如果,環境溫度進而導緻外同水(shuǐ)溫産生(shēng)了變化,在室溫是32度環境溫度下求出熱消耗值也将産生(shēng)誤差,環境溫度導緻外筒水(shuǐ)溫産生(shēng)的變化越大(dà),結果誤差也就愈大(dà),一般,個(gè)人(rén)的經驗是環境溫度變化不超過三度作(zuò)出的結果較好,但(dàn)是季節性緩慢的室溫變化,室內(nèi)如空(kōng)調,熱源導緻的瞬間(jiān)室度波動即便一度也不允許。
    一,首先将苯甲酸的熱值看清楚,比如說它标注的是26470J,按一下儀器(qì)的“設定”鍵進入設定界面,會(huì)看到第一項“系統”中有(yǒu)E,A,K,Q四個(gè)參數(shù),前面的E,A,K,是原始參數(shù)保持原樣不用動它,移動光标鍵隻需将Q改成26470按一下“有(yǒu)效”鍵存入即可(kě),然後再将“煤炭”“生(shēng)料”項內(nèi)的所有(yǒu)參數(shù)修改成0.000分别按“有(yǒu)效”鍵存入即可(kě),因為(wèi),現在要做(zuò)的是标定,标定與反标定都是用苯甲酸,苯甲酸內(nèi)是不含硫氫水(shuǐ)的,所以,它們都應修正為(wèi)0.000,其它,點火(huǒ)熱150J與包紙熱0.000保持不變,至此,“設定”界面內(nèi)所有(yǒu)參數(shù)已全部輸入完畢,再按一下“有(yǒu)效”鍵退出“設定”界面。
    二,前期工作(zuò)稱量,裝氧彈知道(dào)就不寫了,按“标定”鍵,包紙重輸入0.000,如果本身就是0.000直接按一下有(yǒu)“效鍵”即可(kě),再輸入剛稱量過放入氧彈內(nèi)苯甲酸的重量即樣重,稱量時(shí)一定要注意,稱量精度必須要精确到小(xiǎo)數(shù)點後四位,比如說0.9998,誤差範圍為(wèi)萬分之二即 0.9997-0.9999,稱量範圍091.1克之間(jiān)都能用;輸完樣重就是輸入加水(shuǐ)時(shí)間(jiān),比如你(nǐ)想輸28秒(miǎo),直接按數(shù)字鍵28再按“有(yǒu)效”鍵即可(kě),至此你(nǐ)的工作(zuò)已全部做(zuò)完,剩下的就是等待儀器(qì)的打印結果了。
    輸入加水(shuǐ)時(shí)間(jiān)時(shí)要注意,要将水(shuǐ)埋過氧彈的充氣嘴,目的是水(shuǐ)加滿後順便觀察氧彈充氣嘴及氧彈整體(tǐ)有(yǒu)無漏氣的地方,如果有(yǒu)氣泡不斷向外溢出氧彈就需要維修了。
    标定的打印結果很(hěn)簡單,即E,A,K,三個(gè)英文數(shù)字,就是前面提到我們要求出的當前室溫及水(shuǐ)溫下的熱消耗值,要注意的是,在你(nǐ)平時(shí)做(zuò)煤樣或反标定時(shí)(用的是“測定”鍵),點火(huǒ)時(shí)間(jiān)是5分鍾,而做(zuò)标定時(shí)你(nǐ)按的是“标定”鍵,點火(huǒ)時(shí)間(jiān)是15分鍾,不要認為(wèi)是儀器(qì)壞了,因為(wèi),标定目的是為(wèi)校(xiào)正儀器(qì)求出精确熱消耗值,攪拌時(shí)間(jiān)要長些(xiē)內(nèi)筒水(shuǐ)溫才會(huì)非常穩定嘛。。。。
    一個(gè)标定結果是沒有(yǒu)對比的,所以,在至少(shǎo)要做(zuò)兩個(gè)以上(shàng)的标定才行(xíng),一般二至三個(gè)标定就可(kě)找出滿意結果,将兩個(gè)以上(shàng)标定結果中的E做(zuò)對比,比如說第一個(gè)與第三個(gè)标定結果中的E相差不超過40J,就将這兩個(gè)結果中的E相加除以2,即求出平均值,再将這兩個(gè)結果中的A,與K平均值求出。再按“設定”鍵進入“設定”鍵進入設定界面,在第一項“系統”中有(yǒu)E,A,K,Q四個(gè)參數(shù),将你(nǐ)剛才求出的E,A,K,平均值分别輸入,按 “有(yǒu)效鍵”存入即可(kě),其他一概不動,然後,再按一下“有(yǒu)效”鍵退出“設定”界面,至此,标定工作(zuò)全部完成。
四、反标定
    簡稱反标,我們知道(dào),對于量熱儀來(lái)講,苯甲酸就相當于校(xiào)正儀器(qì)的砝碼,熱值的熱值瓶子上(shàng)面标的非常清楚是已知的,也是國标指定的唯一标準,比如說上(shàng)面标的是26470焦耳,無論何時(shí)何地,當我懷疑儀器(qì)出現偏差時(shí),我随時(shí)可(kě)以燒一克左右的苯甲酸來(lái)看看儀器(qì)所做(zuò)出的結果與我的苯甲酸(唯一标準嘛)誤差值有(yǒu)多(duō)少(shǎo)?從而決定我是否需要重新标定儀器(qì),所以,簡單地說,反标定并不是要求你(nǐ)什麽時(shí)間(jiān)可(kě)以做(zuò)什麽時(shí)間(jiān)不可(kě)以做(zuò),而是你(nǐ)随時(shí)可(kě)以做(zuò)。
    當然,上(shàng)面我們剛做(zuò)過标定且求出熱消耗平均值輸入到儀器(qì)內(nèi)部,但(dàn)是,并不能保證你(nǐ)所求出的熱消耗值就是可(kě)以用的,因為(wèi),你(nǐ)并不知道(dào)你(nǐ)所求出的值給儀器(qì)作(zuò)出補償後,是否不超出國标允許的誤差範圍120J,所以,仍必須用反标定手段來(lái)對你(nǐ)的标定工作(zuò)是否滿足國标要求做(zuò)出一個(gè)最終的定性。
反标具體(tǐ)操作(zuò)如下:
    前期工作(zuò)稱量,裝氧彈就不寫了,首先按一下儀器(qì)的“設定”鍵進入設定界面,第一項“系統”中有(yǒu)E,A,K,Q四個(gè)參數(shù),是你(nǐ)剛做(zuò)完标定輸入過的數(shù)據,不要動它,直接移動光标鍵将“煤炭”“生(shēng)料”項內(nèi)的所有(yǒu)參數(shù)修改成0.000分别按“有(yǒu)效”鍵存入即可(kě),(其實,前面剛才做(zuò)标定時(shí)你(nǐ)已改成0.0000了,你(nǐ)也不用動,告訴你(nǐ)這一步是為(wèi)讓你(nǐ)明(míng)白,苯甲酸內(nèi)是不含硫氫水(shuǐ)的,因為(wèi),平時(shí)你(nǐ)做(zuò)煤炭時(shí)肯定要輸入這些(xiē)數(shù)據,其任何一間(jiān)隙中你(nǐ)若想做(zuò)反标定就必須要将煤炭中的硫氫水(shuǐ)數(shù)據全部消掉該做(zuò)0.000才行(xíng)),“設定”界面內(nèi)所有(yǒu)參數(shù)已全部輸入完畢後,再按一下“有(yǒu)效”鍵退出“設定”界面。
    再按一下“測定”鍵,注意了,反标定與平時(shí)做(zuò)煤炭一樣哦,都是用“測定”鍵,與煤炭唯一的區(qū)别是“設定”鍵界面內(nèi)的硫氫水(shuǐ)是0.000,然後按”1“選擇煤炭項,輸入編号,包紙重0.000,(不願改動編号直接按有(yǒu)效鍵就過了),片狀苯甲酸樣重即可(kě),至此,全部輸入完畢隻等打印結果即可(kě)。
    最後,将打印結果中的Qb與苯甲酸對比,兩者誤差不超過120J即達國标,儀器(qì)可(kě)以正常使用。如果誤差過大(dà)需重新标定。