Способ определения объемной теплоемкости жидкостей Советский патент 1974 года по МПК G01N25/20 

1

Изобретение относится к способам определения объемной теплоемкости жидких веществ. Оно может быть использована при теплофизических исследованиях с целью изучения аномалий и температурного воздействия на теплоемкость единицы объема жидкостей.

Известен дилатометрический способ определения теплоемкости жидкостей.

Недостатки известного способа заключаются в необходимости вычисления коэффициента теплового расширения исследуемой жидкой среды (для чего измеряют ее температуру) и скорости теплового расширения (величины дифференциальной, точность определения которой ниже точности замера величин интегральных, например абсолютных значений удлинений, в полтора -два раза).

Целью изобретения является упрощение измерений и повышение их точности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что используют эталонную жидкость, которую заливают в сосуд, погруженный в исследуемую жидкую среду, и в процессе теплообмена между жидкостями измеряют абсолютные значения теплового изменения объема каждой жидкости, происшедшие за один и тот же временной промежуток.

Объемную теплоемкость жидкостей определяют следующим образом.

Эталонную жидкость известного объема и известной объемной теплоемкости Сэ заливают в сосуд (тонкостенный и металлический), который погружают в сосуд с исследуемой

жидкостью известного объема V, температура которой отличается от температуры эталонной жидкости. В процессе теплового расширения - жидкостей замеряют изменение уровней жидкостей во внешнем и внутреннем

сосудах, а после выравнивания температур между ними замеряют предельное абсолютное изменение объемов исследуемой (ДУц) и эталонной (ДУп.э) жидкостей, каждое из которых описывается известным термодинамическим равенством:

т -

(1)

где ДГ - начальная разность температур эта п AVn лонной и исследуемой жидкостей; р и -- -

соответственно коэффициент теплового расширения и предельное относительное измененение объема каждой из жидкостей. Если учесть, что абсолютное изменение объема ДУт каждой из жидкостей за время т пропорционально интегралу от скорости изменения объема wdt за то же время, причем мгновенное значение скорости абсолютного общего изменения объема каждой из жидкостей пропорционально интегральному тепловому потоку через стенки внутреннего сосуда площадью S, то для эталонной жидкости

w, ,

-Э J

где рэ и Сэ - соответственно коэффициент теплового расширения и объемная теплоемкость эталонной жидкости; а для исследуемой жидкости:

3 ,,-, да-7Г- 7й(6, t J

5

где р и С--коэффициент теплового расширения исследуемой жидкости и ее объемная теплоемкость.

Из соотношений (1) - (3) непосредственно следует формула для расчета искомой величины теплоемкости С;

П.ДК.АУ..

э..э-Д.

где УЭ.О и УО - соответственно начальные объемы эталонной и исследуемой жидкостей.

Значения всех параметров, входящих в расчетную формулу (4), могут быть измерены с весьма большой точностью с помощью высокоточных дилатометрических датчиков малых перемещений. Так, если объемная теплоемкость эталонной жидкости известна с точностью до 0,1%, теплоемкость исследуемой жидкости, не зависящая, как это следует из расчетной формулы (4), от точности температурных измерений или измерений тепловых потоков, можно определить с точностью до 0,5%.

Предмет изобретения

Способ определения объемной теплоемкости жидкостей, заключающийся в измерении

изменения объема исследуемой жидкости, помещенной в замкнутый сосуд при теплообмене, отличающийся тем, что, с целью упрощения и увеличения точности определения объемной теплоемкости исследуемой

жидкости (С), в сосуд вливают эталонную жидкость с известной объемной теплоемкостью (Сэ), температура которой отличается от температуры исследуемой жидкости, измеряют начальные объемы эталонной (Уэ.о) и

исследуемой жидкости (Fo), затем производят замер изменения объема жидкостей: эталонной (Д V-сэ) и исследуемой (АУ) за один и тот же промежуток времени т, а после прекращения теплового расширения жидкостей

фиксируют предельные абсолютные изменения объемов соответственно эталонной (ДУп.э) и исследуемой (АУп) жидкостей и по полученным данным определяют искомую величину объемной теплоемкости согласно выражению:

V АУп Д1.,

,.

П.О .9 ДП