一,量熱儀的工作原理
將一克煤炭放到?jīng)_入過(guò)量氧氣(助燃)氧彈中燃燒,它所產(chǎn)生的熱量必然通過(guò)氧彈向內(nèi)桶的水中導(dǎo)熱,通過(guò)方箱上蓋的攪拌葉將其攪拌均勻后,內(nèi)筒溫度探頭精確測(cè)量氧彈中一克煤碳所釋放的能量---即熱量,表示單位為焦耳J或卡KA,二者換算單位為;一卡等于4.1816焦耳,焦耳為國(guó)標(biāo)單位,日常工作與生活中通常說(shuō)卡而很少有人說(shuō)焦耳。
通過(guò)上面我們知道一克煤碳的熱量使用內(nèi)筒探頭所測(cè)得,那么,如果內(nèi)筒探頭沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的起始參照溫度為起點(diǎn),它測(cè)不出一克煤碳的總熱值,所以,在這一克煤碳沒(méi)有燃燒之前,內(nèi)筒探頭要選擇一個(gè)穩(wěn)定的溫度值為參照物,那么,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而又穩(wěn)定的參照物就是注滿(mǎn)在方箱中的水,而方箱中的水溫是絕不允許變化的,當(dāng)然,絕對(duì)不可能,但要盡量控制其水溫不能大幅或瞬間波動(dòng)。
二,環(huán)境溫度的要求
保證外桶水溫的恒定是做發(fā)熱量的基本重要前題,日常需注意如下幾點(diǎn),一,量熱儀應(yīng)放置在一單獨(dú)密封較好溫度恒定的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),室內(nèi)空氣無(wú)對(duì)流,比如風(fēng)扇,門(mén)窗之類(lèi)應(yīng)關(guān)閉,二,無(wú)熱源,如,無(wú)陽(yáng)光直射,無(wú)馬弗爐,電爐,干燥箱類(lèi)的熱源,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按要求有空調(diào)恒溫,而空調(diào)風(fēng)速應(yīng)調(diào)至小檔,風(fēng)口不能直吹量熱儀。
三,標(biāo) 定
一克煤碳燃燒后其熱值傳到內(nèi)筒溫度探頭的過(guò)程中,其傳導(dǎo)途徑中的氧彈,內(nèi)桶,水,等多種因素必然會(huì)產(chǎn)生熱消耗,而這一系列熱消耗必然會(huì)給最終測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大的誤差,所以,我們必須要求出在某一恒定水溫下這些熱消耗的值,儀器表示單位為E,A,K,輸入到儀器中進(jìn)行一個(gè)溫度補(bǔ)償才行,這就是做標(biāo)定的目的。
有一點(diǎn)還需特別注意,即,不同室溫必然會(huì)給外筒水溫帶來(lái)不同變化,而不同水溫下的氧彈,內(nèi)桶,等多種因素所產(chǎn)生的熱消耗也是不同的,所以,看似較寬松的標(biāo)定環(huán)境溫度實(shí)際是非常嚴(yán)格的,比方說(shuō),做標(biāo)定,任意選擇一個(gè)室溫都可以,首先保證外筒的水是滿(mǎn)的,而且是恒定24小時(shí)以上與室溫保持恒定即可,假設(shè)今天室溫是32度,單求出準(zhǔn)確的標(biāo)定值(即熱消耗值E,A,K)輸入到儀器中,再反標(biāo)定確定儀器達(dá)到國(guó)標(biāo)要求后,儀器即調(diào)試完成,那么,標(biāo)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(huán)境溫度進(jìn)而導(dǎo)致外同水溫產(chǎn)生了變化,在室溫是32度環(huán)境溫度下求出熱消耗值也將產(chǎn)生誤差,環(huán)境溫度導(dǎo)致外筒水溫產(chǎn)生的變化越大,結(jié)果誤差也就愈大,一般,個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是環(huán)境溫度變化不超過(guò)三度作出的結(jié)果較好,但是季節(jié)性緩慢的室溫變化,室內(nèi)如空調(diào),熱源導(dǎo)致的瞬間室度波動(dòng)即便一度也不允許。
一,首先將苯甲酸的熱值看清楚,比如說(shuō)它標(biāo)注的是26470J,按一下儀器的“設(shè)定”鍵進(jìn)入設(shè)定界面,會(huì)看到第一項(xiàng)“系統(tǒng)”中有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(dòng)它,移動(dòng)光標(biāo)鍵只需將Q改成26470按一下“有效”鍵存入即可,然后再將“煤炭”“生料”項(xiàng)內(nèi)的所有參數(shù)修改成0.000分別按“有效”鍵存入即可,因?yàn)?,現(xiàn)在要做的是標(biāo)定,標(biāo)定與反標(biāo)定都是用苯甲酸,苯甲酸內(nèi)是不含硫氫水的,所以,它們都應(yīng)修正為0.000,其它,點(diǎn)火熱150J與包紙熱0.000保持不變,至此,“設(shè)定”界面內(nèi)所有參數(shù)已全部輸入完畢,再按一下“有效”鍵退出“設(shè)定”界面。
二,前期工作稱(chēng)量,裝氧彈知道就不寫(xiě)了,按“標(biāo)定”鍵,包紙重輸入0.000,如果本身就是0.000直接按一下有“效鍵”即可,再輸入剛稱(chēng)量過(guò)放入氧彈內(nèi)苯甲酸的重量即樣重,稱(chēng)量時(shí)一定要注意,稱(chēng)量精度必須要精確到小數(shù)點(diǎn)后四位,比如說(shuō)0.9998,誤差范圍為萬(wàn)分之二即 0.9997---0.9999,稱(chēng)量范圍09----1.1克之間都能用;輸完樣重就是輸入加水時(shí)間,比如你想輸28秒,直接按數(shù)字鍵28再按“有效”鍵即可,至此你的工作已全部做完,剩下的就是等待儀器的打印結(jié)果了。
輸入加水時(shí)間時(shí)要注意,要將水埋過(guò)氧彈的充氣嘴,目的是水加滿(mǎn)后順便觀察氧彈充氣嘴及氧彈整體有無(wú)漏氣的地方,如果有氣泡不斷向外溢出氧彈就需要維修了。
標(biāo)定的打印結(jié)果很簡(jiǎn)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(dāng)前室溫及水溫下的熱消耗值,要注意的是,在你平時(shí)做煤樣或反標(biāo)定時(shí)(用的是“測(cè)定”鍵),點(diǎn)火時(shí)間是5分鐘,而做標(biāo)定時(shí)你按的是“標(biāo)定”鍵,點(diǎn)火時(shí)間是15分鐘,不要認(rèn)為是儀器壞了,因?yàn)椋瑯?biāo)定目的是為校正儀器求出精確熱消耗值,攪拌時(shí)間要長(zhǎng)些內(nèi)筒水溫才會(huì)非常穩(wěn)定嘛。。。。
一個(gè)標(biāo)定結(jié)果是沒(méi)有對(duì)比的,所以,在至少要做兩個(gè)以上的標(biāo)定才行,一般二至三個(gè)標(biāo)定就可找出滿(mǎn)意結(jié)果,將兩個(gè)以上標(biāo)定結(jié)果中的E做對(duì)比,比如說(shuō)第一個(gè)與第三個(gè)標(biāo)定結(jié)果中的E相差不超過(guò)40J,就將這兩個(gè)結(jié)果中的E相加除以2,即求出平均值,再將這兩個(gè)結(jié)果中的A,與K平均值求出。再按“設(shè)定”鍵進(jìn)入“設(shè)定”鍵進(jìn)入設(shè)定界面,在第一項(xiàng)“系統(tǒng)”中有E,A,K,Q四個(gè)參數(shù),將你剛才求出的E,A,K,平均值分別輸入,按 “有效鍵”存入即可,其他一概不動(dòng),然后,再按一下“有效”鍵退出“設(shè)定”界面,至此,標(biāo)定工作全部完成。
四,反 標(biāo) 定
簡(jiǎn)稱(chēng)反標(biāo),我們知道,對(duì)于量熱儀來(lái)講,苯甲酸就相當(dāng)于校正儀器的砝碼,熱值的熱值瓶子上面標(biāo)的非常清楚是已知的,也是國(guó)標(biāo)指定的唯一標(biāo)準(zhǔn),比如說(shuō)上面標(biāo)的是26470焦耳,無(wú)論何時(shí)何地,當(dāng)我懷疑儀器出現(xiàn)偏差時(shí),我隨時(shí)可以燒一克左右的苯甲酸來(lái)看看儀器所做出的結(jié)果與我的苯甲酸(唯一標(biāo)準(zhǔn)嘛)誤差值有多少?從而決定我是否需要重新標(biāo)定儀器,所以,簡(jiǎn)單地說(shuō),反標(biāo)定并不是要求你什么時(shí)間可以做什么時(shí)間不可以做,而是你隨時(shí)可以做。
當(dāng)然,上面我們剛做過(guò)標(biāo)定且求出熱消耗平均值輸入到儀器內(nèi)部,但是,并不能保證你所求出的熱消耗值就是可以用的,因?yàn)椋悴⒉恢滥闼蟪龅闹到o儀器作出補(bǔ)償后,是否不超出國(guó)標(biāo)允許的誤差范圍120J,所以,仍必須用反標(biāo)定手段來(lái)對(duì)你的標(biāo)定工作是否滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求做出一個(gè)最終的定性。
反標(biāo)具體操作如下:
前期工作稱(chēng)量,裝氧彈就不寫(xiě)了,首先按一下儀器的“設(shè)定”鍵進(jìn)入設(shè)定界面,第一項(xiàng)“系統(tǒng)”中有E,A,K,Q四個(gè)參數(shù),是你剛做完標(biāo)定輸入過(guò)的數(shù)據(jù),不要?jiǎng)铀?,直接移?dòng)光標(biāo)鍵將“煤炭”“生料”項(xiàng)內(nèi)的所有參數(shù)修改成0.000分別按“有效”鍵存入即可,(其實(shí),前面剛才做標(biāo)定時(shí)你已改成0.0000了,你也不用動(dòng),告訴你這一步是為讓你明白,苯甲酸內(nèi)是不含硫氫水的,因?yàn)椋綍r(shí)你做煤炭時(shí)肯定要輸入這些數(shù)據(jù),其任何一間隙中你若想做反標(biāo)定就必須要將煤炭中的硫氫水?dāng)?shù)據(jù)全部消掉該做0.000才行),“設(shè)定”界面內(nèi)所有參數(shù)已全部輸入完畢后,再按一下“有效”鍵退出“設(shè)定”界面。
再按一下“測(cè)定”鍵,注意了,反標(biāo)定與平時(shí)做煤炭一樣哦,都是用“測(cè)定”鍵,與煤炭唯一的區(qū)別是“設(shè)定”鍵界面內(nèi)的硫氫水是0.000,然后按”1“選擇煤炭項(xiàng),輸入編號(hào),包紙重0.000,(不愿改動(dòng)編號(hào)直接按有效鍵就過(guò)了),片狀苯甲酸樣重即可,至此,全部輸入完畢只等打印結(jié)果即可。。。。。
最后,將打印結(jié)果中的Qb與苯甲酸對(duì)比,兩者誤差不超過(guò)120J即達(dá)國(guó)標(biāo),儀器可以正常使用。如果誤差過(guò)大需重新標(biāo)定。此文章適用于所有量熱儀。