ما هو المسعر في الفيزياء؟ التعريف والاستخدام. توزيع قياس الحرارة حسب النوع
في هذه المقالة سوف نجيب على السؤال: "ما هو المسعر؟" دعونا نحدد الخصائص العامة لهذه الآلية ومبدأ عملها ومجالات التطبيق والوظائف وقياس الكميات. سننتبه أيضًا إلى تصنيف ووصف بعض الأنواع المحددة.
مقدمة
للإجابة على سؤال ما هو المسعر، بشكل عام يمكن وصفه بأنه جهاز يتم من خلاله قياس كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء العمليات الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية.
تم اقتراح إدخال وحدة مصطلحات جديدة "المسعر" في عام 1780 من قبل P. Laplace و A. Lavoisier. ويستخدم جهاز مماثل أيضًا في الفرع النووي للفيزياء، الذي يدرس الجسيمات الأولية، ويسمى مسعر التأين. ومع ذلك، فإن وظيفة هذا الجهاز هي قياس إمكانات الطاقة للجسيمات.
آلية حديثة
إن تحديد السعة الحرارية بمسعر حراري حديث الصنع يجعل من الممكن تسجيل القيمة قيد الدراسة بدقة تتراوح من عشرة إلى مائة من المائة. يتراوح النطاق الذي يمكن أن يعمل فيه هذا الجهاز من 0.1 إلى 3500 كلفن. نوع جهاز المسعر متنوع للغاية. ويمكن تحديده حسب طبيعة العملية قيد الدراسة وكذلك مدتها. هناك معلمة مهمة أخرى لتحديد نوع الآلية وهي نطاق درجة الحرارة التي تتم فيها القياسات، وكذلك كمية الحرارة التي يتم قياسها.
تحديد الطاقة المكافئة باستخدام المسعر يمكن أن يُظهر للموضوع كمية الجسم التي يتم إطلاقها أثناء احتراق مصدر الوقود. يمكن القيام بذلك بفضل التعبير Q = C∆T، حيث C هو المؤشر المكافئ الحراري (الطاقة). تعيين معلمات التحديد عن طريق معايرة الجهاز. كمية أخرى، ∆T، هي دالة لإشارة الخرج المعروفة للمسعر.
التوزيع حسب النوع
من المستحيل الإجابة على سؤال ما هو المسعر دون التعرف على أنواعه.
أحد أكثر ممثلي هذه الأجهزة شيوعًا هو المسعر المتكامل. الغرض منه هو تحديد الكمية الإجمالية للحرارة Q التي يتم إطلاقها في بداية التفاعل ونهايته.
مقياس سعر حراري آخر معروف هو جهاز لقياس الطاقة الحرارية، أي معدل إطلاق الحرارة - L. ويمكن أيضًا تقسيمها وفقًا لتصميم الآلية ومنهجية القياس. هناك أيضًا مسعرات حرارية سائلة وصلبة. تتوفر أيضًا الأجهزة الفردية والتفاضلية.
قياس الحرارة
ما هو المسعر في الفيزياء؟ يقول التعريف أنه جهاز لقياس كمية الحرارة المتولدة. في هذه الحالة، لا يمكن تحديد الحرارة المنبعثة أثناء التفاعل الكيميائي إلا باستخدام مقياس السعرات الحرارية السائل.
يتم تقديم التصميم على شكل وعاء مملوء بالسائل (عادةً الماء). يحتوي على غرفة لإجراء التجربة ("قنبلة المسعر") ومحرك ومقياس حرارة وجهاز تسخين.
قياسات الأنظمة المسعرية
يمكن اكتشاف إجراء تعديلات على المسار الطبيعي لإطلاق الحرارة للنظام عند تغير أي من حالاته. ويتم تحديدها بدورها من خلال تحليل كمية الحرارة التي يتم إدخالها إلى الجهاز. يتم تحديد ثابت المسعر قبل بدء أعمال القياس ومقارنته بالقيمة المحددة والمعدلة. تتم معايرة الأجهزة، والتي يتم من خلالها تحديد المعامل. ويجب ضربها مع التغير في درجة حرارة الجهاز المقاس بواسطة مقياس الحرارة.
وجود آثار جانبية
في الواقع، تظهر بيانات قياس السعرات الحرارية بشكل مباشر فقط إجمالي عدد درجات الحرارة التي تمت دراستها في العملية. يمكنك أيضًا معرفة ذلك من خلال وجود عملية (أو عمليات) جانبية يمكن أن تسبب ظاهرة الخلط وتبخر السائل وكذلك كسر الأمبولة بمواد وما إلى ذلك. تحديد ثابت المسعر يسمح للشخص بالوصول لمقارنة مؤشرات التغييرات على خلفية شيء ما. وبمساعدتها يتم تحليل المعلومات.
ويجب تحديد حرارة سلسلة العمليات الثانوية باستخدام الخبرة أو الحساب، وهو ما يتم استبعاده من نتائج البحث. مثال على الآثار الجانبية هو التبادل الحراري الحتمي بين المسعر والفضاء المحيط والمادة.
الملاحظات متساوي الحرارة
يوجد مقياس سعر حراري متكامل من النوع متساوي الحرارة يسمح لك بإدخال تغييرات في الحالات التجميعية للأجسام التي تشكل الجزء الرئيسي من النظام. ومن الأمثلة على ذلك ذوبان كتلة من الجليد في الغرفة الجليدية لمسعر بنسن. يمكنك معرفة التغير في الحرارة الذي يؤثر على حالة التجميع لكنه لا يسبب تغيراً في درجة الحرارة، وذلك عن طريق حساب كتلة المادة وكمية الحرارة التي سيلزم إنفاقها من أجل ذلك.
لتحديد السعة الحرارية النوعية للمسعر، عليك أن تعرف أنها تساوي عدديًا كمية الحرارة التي يتم إنفاقها لتسخين وحدة كتلة المادة. وحدتها هي J/kg▪K.
من المهم أن نتذكر أن السعة الحرارية المحددة هي خاصية غامضة. هناك علاقة بين شروط انتقال الحرارة وقيمة العمل المصاحب لهذه العملية.
نوع هائل
لتحديد قيمة المحتوى الحراري للمادة عند درجات حرارة تصل إلى 2500 درجة مئوية، يتم استخدام التكاملات الضخمة. يمكن أن يختلف وزن هذا النوع من المسعرات اعتمادًا على وزن المادة التي يتم قياسها، نظرًا لأن هيكلها يتكون من معادن. في الواقع، هذه كتلة بها عدد من فترات الاستراحة للسفن. أنها تحتوي على تفاعلات مخصصة لجهاز التدفئة و/أو مقياس الحرارة. حاصل ضرب القيمة الحرارية المقاسة بالمسعر وفرق ارتفاع درجة الحرارة في الكتلة يوضح لنا المحتوى الحراري للمادة (المواد).
تدفق
يمكنك تحديد السعة الحرارية للغاز أو السائل باستخدام مسعر متاهة التدفق. يسجل الفرق في درجات الحرارة التي تدخل وتخرج من التدفقات الثابتة للمادة قيد الدراسة. كما أنه يحدد قوة هذا التدفق وقوة الحرارة الناتجة عن السخان الكهربائي، بالجول.
أداة قياس الطاقة
عند الإجابة على سؤال ما هو المسعر، سيكون من المهم أن نذكر الغرض من هذا الجهاز لتحديد الطاقة. مثل هذا الجهاز، على عكس التكامل، يجب أن يتمتع بقدرة كبيرة على نقل الحرارة. يعد ذلك ضروريًا حتى يتمكن من إزالة كمية الحرارة التي يتم إدخالها إليه. ويترتب على ذلك أن حالة المسعر تكون في قياس لحظي.
تم العثور على القيمة الحرارية لطاقة العملية باستخدام مسعرات القشرة. تم الاختراع من قبل الفيزيائي الفرنسي إي كالفيه. في البداية تم تقديم الآلية على شكل كتلة معدنية مزودة بقنوات. تم وضع خلايا أسطوانية خاصة مخصصة لتنفيذ العملية قيد الدراسة. المعدن المستخدم في بناء الكاميرا هو الغلاف. يجب أن تظل درجة حرارته عند مستوى ثابت بدقة تتراوح من خمسة إلى ستة كلفن.
يتم قياس الفرق بين درجة حرارة الخلية والكتلة باستخدام عمود حراري يصل إلى ألف جندي. مؤشرات المجال الكهرومغناطيسي وانتقال الحرارة للخلية هي كميات متناسبة مع الفرق البسيط في درجة الحرارة الذي يحدث بين مكونات مثل الكتلة والخلية. وفي هذه الحالة يجب إطلاق الحرارة أو امتصاصها في الخلية نفسها. في كثير من الأحيان، تحتوي هذه الكتل على زوج من الخلايا التي ستعمل بشكل مختلف.
الاسم والتصنيف
الأسماء الشائعة للسعرات الحرارية هي:
- للتفاعلات الكيميائية.
- قنبلة؛
- نوع متساوي الحرارة
- نوع درجة حرارة منخفضة
- نوع الجليد.
كل منهم لديه بيانات عن الأصل التاريخي. عادةً ما يدينون باسمهم للمنطقة التي سيتم استخدامهم فيها. إلا أن هذه الأسماء لا تشير إلى خصائص مقارنة أو كاملة.
يتم إنشاء النوع العام لتصنيف المسعرات الحرارية باستخدام إحدى الكميات الرئيسية الثلاث، بشكل منفصل أو معًا، كأساس. إن منهج تحليل المؤشرات هو الذي يحدد تقنية قياس درجة الحرارة، والتي لها:
- نظام المسعرات الحرارية ح؛
- قذيفة ذلك؛
- كمية الحرارة المنبعثة L لكل وحدة زمنية (الطاقة الحرارية).
المسعرات الحرارية ذات القيم الثابتة Tc و To هي من النوع متساوي الحرارة، والأجهزة التي Tc = To تسمى ثابت الحرارة. إذا كان الجهاز يعمل في ظروف ذات اختلاف ثابت بين درجات الحرارة، فإنه يطلق عليه المسعر مع تدفق مستمر للتبادل الحراري. آلية الأيزوبيريبول لها ثابت To، وTc هي دالة حرارية للقدرة L.
النتائج النهائية
هناك عدد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على نتيجة القياس النهائية. أحدها هو وجود تغييرات تؤثر على نتيجتها النهائية. ويرجع ذلك إلى موثوقية المجموعة التلقائية لوحدات التحكم في درجة الحرارة لقذيفة متساوية الحرارة أو ثابتة الحرارة. في الأخير، يتم تحديد قيمة درجة الحرارة من خلال قربها من الظروف المتغيرة للنظام المسعري بأكمله. يتميز هذا التصميم بخفة الشاشة المعدنية ومزود بجهاز تسخين يقلل من تدفق وقيمة نقل الحرارة إلى مستوى معين تتغير عنده درجة حرارة المسعر فقط بأجزاء عشرية من الدرجة في الدقيقة. وهذا يمكن أن يجعل من الممكن تقليل التبادل الحراري الذي يحدث أثناء تجربة قياس السعرات الحرارية إلى قيم منخفضة للغاية يمكن إهمالها.
تلعب الأجهزة التي تمت مناقشتها في المقالة دورًا كبيرًا في حياة الإنسان وهي أحد الإنجازات العلمية المهمة جدًا. وتتمثل المهمة الرئيسية للمسعر في دراسة بيانات التغير في درجة الحرارة وتحديد وجود عيوب في عملية نقل الحرارة. هناك طرق مختلفة لتصنيف هذه الأجهزة، مرتبطة بمعلمات محددة تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض. يمكن استخدام مجموعة واسعة من المعادن كمواد للتصنيع، على سبيل المثال، هناك مسعرات النحاس والرصاص والصلب وغيرها. بالإضافة إلى المواد النقية، يمكن أيضا استخدام السبائك.
جهاز لقياس طاقة الجسيمات.
يوتيوب الموسوعي
1 / 5
✪ امتحان الدولة الموحدة 2014 الفيزياء: A9 - تم غمر أسطوانة ألمنيوم في المسعر بالماء البارد
✪ الفيزياء الصف الثامن. كمية الحرارة. وحدات قياس كمية الحرارة
✪ الفيزياء يوجد ماء في المسعر كتلته mw = 2 كجم، ودرجة حرارته 30 درجة مئوية. إلى المسعر
✪ تجارب جول
✪ فيزياء | الاستعداد للأولمبياد 2017 | مشكلة "لقد قمنا بتبخير المسعر"
ترجمات
السعرات الحرارية الحديثة
تعمل المسعرات الحرارية الحديثة في نطاق درجات الحرارة من 0.1 إلى 3500 وتسمح بقياس كمية الحرارة بدقة تتراوح من 0.01 إلى 10٪. إن تصميم المسعرات الحرارية متنوع للغاية ويتحدد حسب طبيعة ومدة العملية قيد الدراسة، ونطاق درجة الحرارة التي يتم فيها إجراء القياسات، وكمية الحرارة المقاسة والدقة المطلوبة.
أنواع السعرات الحرارية
المسعر مصمم لقياس الكمية الإجمالية للحرارة س، الذي تم إصداره في العملية من بدايتها حتى نهايتها، يُطلق عليه المسعر التكاملي
المسعر لقياس الطاقة الحرارية (معدل إطلاق الحرارة) لوتغيراته في مراحل مختلفة من العملية - مقياس الطاقةأو مقياس الذبذبات. بناءً على تصميم النظام المسعري وطريقة القياس، يتم التمييز بين المسعرات السائلة والصلبة، المفردة والمزدوجة (التفاضلية).
المسعر السائل التكامل
يتم استخدام مقياس السعرات الحرارية المتكامل السائل ذي درجة الحرارة المتغيرة مع غلاف متساوي الحرارة لقياس حرارة المحلول ودرجات حرارة التفاعلات الكيميائية. وتتكون من وعاء به سائل (عادة ماء)، والذي يحتوي على: غرفة لتنفيذ العملية قيد الدراسة ("قنبلة المسعر")، ومحرك، وسخان، ومقياس حرارة. يتم بعد ذلك توزيع الحرارة المنبعثة في الحجرة بين الحجرة والسائل وأجزاء أخرى من المسعر، ويسمى مجملها النظام المسعري للجهاز.
بالنسبة للمسعرات الحرارية السائلة، يتم الحفاظ على درجة حرارة متساوية الحرارة للقشرة ثابتة. عند تحديد حرارة التفاعل الكيميائي، غالبا ما ترتبط الصعوبات الأكبر بعدم مراعاة العمليات الجانبية، ولكن مع تحديد اكتمال التفاعل والحاجة إلى مراعاة العديد من التفاعلات.
قياسات السعرات الحرارية
يتيح لك تغيير الحالة (على سبيل المثال، درجة الحرارة) لنظام قياس السعرات الحرارية قياس كمية الحرارة التي يتم إدخالها في جهاز قياس السعرات الحرارية. يتم تسجيل تسخين النظام المسعري باستخدام مقياس الحرارة. قبل إجراء القياسات، تتم معايرة المسعر - يتم تحديد التغير في درجة حرارة نظام المسعر عندما يتم نقل كمية معروفة من الحرارة إليه (بواسطة سخان المسعر أو نتيجة تفاعل كيميائي في الغرفة بكمية معروفة من مادة قياسية). ونتيجة للمعايرة، يتم الحصول على القيمة الحرارية للمسعر، أي المعامل الذي يجب من خلاله ضرب التغير في درجة حرارة المسعر المقاس بواسطة مقياس الحرارة لتحديد كمية الحرارة المدخلة إليه. القيمة الحرارية لمثل هذا المسعر هي السعة الحرارية (ج) لنظام قياس السعرات الحرارية. تحديد حرارة احتراق غير معروفة أو تفاعل كيميائي آخر سيأتي لقياس التغير في درجة الحرارة Δ رالنظام المسعري الناتج عن العملية قيد الدراسة: س = جΔ ر. عادة القيمة سيشير إلى كتلة المادة الموجودة في غرفة المسعر.
العمليات الجانبية في القياسات المسعرية
تتيح قياسات المسعرات إمكانية التحديد المباشر فقط لمجموع درجات حرارة العملية قيد الدراسة والعمليات الجانبية المختلفة، مثل الخلط، وتبخر الماء، وكسر أمبولة بمادة، وما إلى ذلك. ويجب تحديد حرارة العمليات الجانبية تجريبيا أو حسابيا وتستبعد من النتيجة النهائية. إحدى العمليات الجانبية الحتمية هي التبادل الحراري للمسعر مع البيئة من خلال الإشعاع والتوصيل الحراري. من أجل مراعاة العمليات الجانبية، وقبل كل شيء، نقل الحرارة، فإن نظام قياس السعرات الحرارية محاط بقشرة، يتم التحكم في درجة حرارتها.
المسعر التكاملي متساوي الحرارة
في المسعر المتكامل من نوع آخر - متساوي الحرارة (درجة حرارة ثابتة)، لا تغير الحرارة المدخلة درجة حرارة نظام قياس السعرات الحرارية، ولكنها تسبب تغييرًا في الحالة الإجمالية للجسم الذي يعد جزءًا من هذا النظام (على سبيل المثال، ذوبان من الجليد في مسعر بنسن الجليدي). يتم حساب كمية الحرارة المدخلة في هذه الحالة من كتلة المادة التي غيرت حالة التجميع (على سبيل المثال كتلة الجليد الذائب، والتي يمكن قياسها من خلال التغير في حجم خليط الجليد والماء). ، وحرارة المرحلة الانتقالية.
المسعر التكاملي الضخم
غالبًا ما يستخدم مقياس السعرات الحرارية المتكامل الضخم لتحديد المحتوى الحراري للمواد عند درجات حرارة عالية (تصل إلى 2500 درجة مئوية). النظام المسعري لهذا النوع من المسعرات الحرارية عبارة عن كتلة من المعدن (عادةً ما تكون من النحاس أو الألومنيوم) مع تجاويف للأوعية التي يحدث فيها التفاعل ومقياس حرارة وسخان. يتم حساب المحتوى الحراري للمادة على أنه حاصل ضرب القيمة الحرارية للمسعر والفرق في ارتفاع درجة حرارة الكتلة، ويتم قياسه بعد إسقاط أمبولة تحتوي على كمية معينة من المادة في عشها، ثم تسخين أمبولة فارغة إلى نفس درجة الحرارة.
تدفق المسعرات الحرارية
يتم تحديد السعة الحرارية للغازات، وأحيانا السوائل، بما يسمى. مسعرات متاهة التدفق - من خلال اختلاف درجة الحرارة عند مدخل ومخرج التدفق الثابت للسائل أو الغاز، وقوة هذا التدفق وحرارة الجول الصادرة عن السخان الكهربائي للمسعر.
المسعر - مقياس الطاقة
يجب أن يحتوي المسعر الذي يعمل كمقياس للطاقة، على عكس المسعر المتكامل، على تبادل حراري كبير بحيث تتم إزالة كميات الحرارة المدخلة إليه بسرعة ويتم تحديد حالة المسعر من خلال القيمة اللحظية لقوة المسعر الحراري عملية. يتم العثور على الطاقة الحرارية للعملية من التبادل الحراري بين المسعر والقشرة. مثل هذه المسعرات الحرارية، التي طورها الفيزيائي الفرنسي إ. كالفيت، هي عبارة عن كتلة معدنية بها قنوات توضع فيها الخلايا الأسطوانية. تتم العملية قيد الدراسة في الخلية؛ تلعب الكتلة المعدنية دور القشرة (يتم الحفاظ على درجة حرارتها ثابتة بدقة 10 −5 -10 −6 K). يتم قياس الفرق في درجة الحرارة بين الخلية والكتلة بواسطة عمود حراري يصل إلى 1000 وصلة. يتناسب نقل الحرارة للخلية والمجال الكهرومغناطيسي للعمود الحراري مع اختلاف درجة الحرارة الصغير الذي يحدث بين الكتلة والخلية عند إطلاق الحرارة أو امتصاصها فيها. في أغلب الأحيان، يتم وضع خليتين في كتلة، تعمل كمسعر تفاضلي: تحتوي الأعمدة الحرارية لكل خلية على نفس عدد الوصلات، وبالتالي فإن الاختلاف في المجالات الكهرومغناطيسية الخاصة بها يسمح للمرء بتحديد الفرق في قوة تدفقات الحرارة التي تدخل إلى الخلية بشكل مباشر. الخلايا. تتيح طريقة القياس هذه استبعاد تشوهات القيمة المقاسة بسبب التقلبات العشوائية في درجة حرارة الكتلة. عادة ما يتم تركيب أعمدة حرارية على كل خلية: أحدهما يسمح لأحدهما بتعويض الطاقة الحرارية للعملية قيد الدراسة بناءً على تأثير بلتيير، والآخر (المؤشر) يعمل على قياس الجزء غير المعوض من تدفق الحرارة. في هذه الحالة، يعمل الجهاز كمسعر للتعويض التفاضلي في درجة حرارة الغرفة، حيث تقيس هذه المسعرات الطاقة الحرارية للعمليات بدقة تبلغ 1 ميكروواط.
أسماء السعرات الحرارية
الأسماء المعتادة للمسعرات الحرارية - "للتفاعل الكيميائي"، "القنبلة"، "متساوي الحرارة"، "الجليد"، "درجة الحرارة المنخفضة" - لها أصل تاريخي وتشير بشكل أساسي إلى طريقة ومجال استخدام المسعرات الحرارية، دون أن يكون وصفًا كاملاً أو مقارنًا لها.
التصنيف العام للمسعرات الحرارية
يمكن بناء تصنيف عام للمسعرات الحرارية بناءً على النظر في ثلاثة متغيرات رئيسية تحدد تقنية القياس: درجة حرارة نظام المسعرات الحرارية ح; درجة حرارة الغلاف لالمحيطة بالنظام المسعري. كمية من الحرارة ل، يتم إطلاقه في المسعر لكل وحدة زمنية (الطاقة الحرارية).
السعرات الحرارية مع الثوابت حو ليسمى متساوي الحرارة. مع ح = ل- ثابت الحرارة. المسعر يعمل عند اختلاف ثابت في درجة الحرارة ح - ل، يسمى المسعر ذو التبادل الحراري المستمر ؛ بالنسبة لمسعر السعرات الحرارية الأيزوبيريبول (ويسمى أيضًا المسعر ذو غلاف متساوي الحرارة) فإن الثابت ل، أ حهي وظيفة الطاقة الحرارية ل.
العوامل المؤثرة على نتيجة القياس النهائية
أحد العوامل المهمة التي تؤثر على نتيجة القياس النهائية هو التشغيل الموثوق لوحدات التحكم التلقائية في درجة الحرارة للأصداف متساوية الحرارة أو الأدياباتيكية. في المسعر الكظمي، يتم التحكم في درجة حرارة الغلاف بحيث تكون دائمًا قريبة من درجة الحرارة المتغيرة لنظام قياس السعرات الحرارية. تعمل القشرة الكظيمة - وهي شاشة معدنية خفيفة مزودة بسخان - على تقليل انتقال الحرارة لدرجة أن درجة حرارة المسعر تتغير فقط ببضعة أجزاء من عشرة آلاف من الدرجة / الدقيقة. غالبًا ما يجعل هذا من الممكن تقليل انتقال الحرارة أثناء تجربة قياس السعرات الحرارية إلى قيمة ضئيلة يمكن إهمالها. إذا لزم الأمر، يتم إدخال تصحيح نقل الحرارة في نتائج القياسات المباشرة، والتي تعتمد طريقة حسابها على قانون نيوتن لنقل الحرارة - تناسب تدفق الحرارة بين المسعر والقشرة مع الفرق في درجات حرارتهما، إذا كان هذا الاختلاف صغيرًا (يصل إلى 3-4 درجات مئوية).
بالنسبة لمسعر حراري ذو غلاف متساوي الحرارة، يمكن تحديد درجات حرارة التفاعل الكيميائي بخطأ يصل إلى 0.01%. إذا كانت أبعاد المسعر صغيرة، وتغيرت درجة حرارته بأكثر من 2-3 درجات مئوية وكانت العملية قيد الدراسة طويلة، فمع غلاف متساوي الحرارة، يمكن أن يكون تصحيح نقل الحرارة 15-20٪ من القيمة المقاسة وبشكل ملحوظ الحد من دقة القياسات. في هذه الحالات، يكون من الأفضل استخدام غلاف ثابت الحرارة.
باستخدام مقياس حرارة ثابت الحرارة، يتم تحديد السعة الحرارية للمواد الصلبة والسائلة في نطاق من 0.1 إلى 1000 كلفن. في درجات حرارة الغرفة والمنخفضة، يتم غمر مقياس حرارة ثابت الحرارة، محمي بغطاء مفرغ، في دورق ديوار مملوء بالهيليوم السائل أو الهيدروجين أو النيتروجين. عند درجات حرارة مرتفعة (أعلى من 100 درجة مئوية)، يتم وضع المسعر في فرن كهربائي يتم التحكم فيه حراريًا.
"الحمل الحراري" - عملية الخلط. الحمل الحراري الجاذبية. الحمل الحراري. الحمل الحراري الطبيعي. أنواع الحمل الحراري بسبب حدوثه. ما هو الحمل الحراري. هناك نوعان من الحمل الحراري. أنواع الحمل الحراري. حركة المادة ناتجة عن عمل بعض القوى الخارجية. انتقال الحرارة. الحراري الجبري. الظواهر الجوية.
"التكنولوجيا الكيميائية للوقود" - وقود المحركات النفاثة. غازات. رقم سيتانا. البنزين. تحديد محسوب للتردد المركزي. أرقام الأوكتان لمجموعات مختلفة من الهيدروكربونات. البارافينات والسيريسينات. طرق الحساب. ميل وقود المحركات للانفجار. وقود الديزل. القابلية للاشتعال. توربينات الغاز ووقود الغلايات. الأسس النظرية للتكنولوجيا الكيميائية.
"الطاقة الداخلية" - المواد ذات التوصيل الحراري الضعيف. الطاقة الداخلية. جزيئات المادة. وتزداد الطاقة أيضًا مع التشوه. الأجسام الساخنة. تنخفض الطاقة الداخلية. تسخين ملعقة في الماء المغلي. أنواع انتقال الحرارة. المعادن. في أي حالة من التجميع يوجد الجسم؟ الطاقة الميكانيكية.
"حساب كمية الحرارة" - تحديد كمية الحرارة. كمية الحرارة. حل المشاكل. صيغة لحساب كمية الحرارة. تكرار. حساب كمية الحرارة. تعلم مواد جديدة. حل المشاكل. حل المشكلة. ما هي كمية الحرارة اللازمة للتدفئة. اختلاف. ماذا تظهر السعة الحرارية النوعية للمادة؟
"طرق انتقال الحرارة" - تسخين السائل. دولاب الورق. كرة. توصيل حراري. تسخين المياه. مصباح الكيروسين. تحضير الثلج في الفريزر. الثقوب. طرق انتقال الحرارة. لماذا نشعر بالبرد عندما نشجع أنفسنا؟ زجاج النافذة. أنواع انتقال الحرارة في الترمس. النار في الغربال. أنواع انتقال الحرارة. إشعاع.
"كمية الحرارة" - Q - الحرارة التي يستقبلها الجسم. التبادل الحراري. تاريخ ظهور المفاهيم. ما هي كمية الحرارة؟ كمية الحرارة. جهاز لقياس كمية الحرارة. السعرات الحرارية الحديثة. جيه جول، عالم فيزياء إنجليزي درس الظواهر الحرارية. المسعر. مقياس حرارة ثابت الحرارة عالي الدقة.
هناك إجمالي 30 عرضًا تقديميًا في هذا الموضوع
المسعر، م [من اللاتينية. السعرات الحرارية - الدفء واليونانية. مترون - قياس] (المادي). جهاز لقياس كمية الحرارة. قاموس كبير من الكلمات الأجنبية
بدأ العلماء بقياس كمية الحرارة قبل وقت طويل من ظهور مفهوم الطاقة في الفيزياء. ثم تم إنشاء وحدة خاصة لقياس كمية الحرارة – السعرات الحرارية (كال).
السعرات الحرارية هي كمية الحرارة اللازمة لتدفئة \(1\) جم من الماء بمقدار \(1\) درجة مئوية.
\(1\) كال \(= 4.19\) J \(≈ 4.2\) J.
تم إدخال مصطلح "السعرات الحرارية" (من الكلمة اللاتينية "السعرات الحرارية" - الحرارة) في الاستخدام العلمي من قبل الكيميائي الفرنسي نيكولا كليمان ديسورميس (\(1779-1842\)).
نيكولا كليمان ديسورميس
تم نشر تعريفه للسعرات الحرارية كوحدة للحرارة لأول مرة في عام 1824 في مجلة Le Producteur، وظهر في القواميس الفرنسية في عام 1842.
ومع ذلك، قبل وقت طويل من ظهور هذا المصطلح، الأول المسعرات الحرارية - أدوات لقياس الحرارة.
أول مسعر تم اختراعه هو الكيميائي الإنجليزي جوزيف بلاك، وفي \(1759-1763\) استخدمه لتحديد السعات الحرارية للمواد المختلفة، والحرارة الكامنة لذوبان الجليد وتبخر الماء.
جوزيف بلاك
استفاد العلماء الفرنسيون المشهورون أنطوان لوران لافوازييه (\(1743-1794\)) وبيير سيمون لابلاس ((1749-1827\)) من اختراع د.
أنطوان لوران لافوازييه
بيير سيمون لابلاس
وفي \(1780\) بدأوا سلسلة من التجارب المسعرية التي مكنت من قياس الطاقة الحرارية.
تم العثور على هذا المفهوم في القرن الثامن عشر في أعمال الفيزيائي السويدي يوهان كارل ويلكى (1732-1796)، الذي درس الظواهر الكهربائية والمغناطيسية والحرارية وفكر في معادلاتها التي يمكن من خلالها قياس الطاقة الحرارية.
يوهان كارل ويلكى
تم استخدام الجهاز، الذي أصبح يسمى فيما بعد المسعر، من قبل لافوازييه ولابلاس لقياس كمية الحرارة المنبعثة في مختلف العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. في ذلك الوقت لم تكن هناك موازين حرارة دقيقة، لذلك لقياس الحرارة كان من الضروري اللجوء إلى الحيل.
كان المسعر الأول باردًا مثلجًا. كانت الغرفة المجوفة الداخلية، حيث تم وضع جسم ينبعث منه حرارة (على سبيل المثال، فأر)، محاطة بسترة مملوءة بالجليد أو الثلج. والسترة الجليدية بدورها كانت محاطة بالهواء، حتى لا يذوب الجليد تحت تأثير الحرارة الخارجية. تسخن الحرارة المنبعثة من الجسم الموجود داخل المسعر وتذيب الجليد. ومن خلال وزن المياه الذائبة التي تدفقت من الغلاف إلى وعاء خاص، حدد الباحثون الحرارة الناتجة عن الجسم.
أي تغيرات حرارية يتعرض لها أي نظام مادي، وتغير حالته، تحدث بترتيب عكسي، عندما يعود النظام مرة أخرى إلى حالته الأصلية.
بمعنى آخر، لتحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين، من الضروري استهلاك نفس كمية الطاقة التي يتم إطلاقها عندما يتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء.
وفي نفس العام \(1780\) وضع لافوازييه خنزير غينيا في المسعر. الدفء المنبعث من أنفاسها أذاب الثلج في قميصه. ثم تبع ذلك تجارب أخرى كانت ذات أهمية كبيرة لعلم وظائف الأعضاء.
في ذلك الوقت، أعرب لافوازييه عن فكرة أن تنفس الحيوان يشبه حرق الشمعة، بحيث يتم الحفاظ على الإمداد الضروري بالحرارة في الجسم. كما كان أول من ربط بين أهم ثلاث وظائف للكائن الحي: التنفس والتغذية والنتح (تبخر الماء). على ما يبدو، منذ ذلك الحين بدأوا يتحدثون عن حقيقة أن الطعام يحترق في أجسامنا.
في القرن \(التاسع عشر\)، وبفضل جهود الكيميائي الفرنسي الشهير مارسيلين بيرثيلوت (\(1827-1907\)) الذي نشر أكثر من 200 عمل في الكيمياء الحرارية، زادت دقة طرق قياس السعرات الحرارية بشكل كبير وأصبحت الأدوات أكثر تقدمًا ظهر - مسعر مائي وقنبلة مسعرية مختومة.
مارسيلين بيرثيلوت
الجهاز الأخير مثير للاهتمام بشكل خاص بالنسبة لنا، لأنه يمكنه قياس الحرارة المنبعثة أثناء التفاعلات السريعة جدًا - الاحتراق والانفجار.
تُسكب عينة من مادة الاختبار الجافة في بوتقة، وتوضع داخل القنبلة ويُغلق الوعاء بإحكام. ثم يتم إشعال المادة بشرارة كهربائية. يحترق، ويطلق الحرارة إلى الماء الموجود في سترة المياه المحيطة. تسمح لك موازين الحرارة بتسجيل التغيرات في درجة حرارة الماء بدقة.
وبمسعر مماثل في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، أجرى الكيميائي الألماني الشهير جوستوس فون ليبج (1803-1873)) تجاربه الأولى مع الطعام، والذي شاركه أفكار لافوازييه القائلة بأن الغذاء هو وقود الجسم، مثل الحطب للجسم. موقد.
جوستوس فون ليبيج
