Способ определения объемной тепло-ЕМКОСТи жидКиХ ВЕщЕСТВ Советский патент 1981 года по МПК G01N25/20 

1

Изобретение относится к измерению теплофизических свойств жидких веществ, в частности к определению объемной теплоемкост;; термолабильных, химически агрессивных и неустойчивых во времени соединений.

Известен способ определения объемной теплое1/жости жидкостей, сущность которого сводится к измерению количества тепла, введенного в кгшориметрический сосуд, изменения температуры и объема исследуемого образца ИК недостаткам способа относятся трудоемкость кёйюриметрических и температурных измерений, сложность обработки результатов эксперимента, необходимость введения ряда поправок, зна штеяьная длительность эксперимента, обусловливаемая необходимостью получения зависимости температуры образца от времени как до, так и после прекращения подвода тепла.

Наиболее близким к изобретению является дилатю(етр11ческ|Ей способ определения объемной теплоемкости жидкостей, при которсм а измерит;ельный сосуд с исследуемой жидкостью помезцгаот эталонную жидкость с известной объемной теплоемкостью €9i температура которой отличается от температуры исследуемой жидкости, измеряют начальные объеки этсшонной Vgo и исследуемой жидкости Vo, затем производят- замер изменения объема жидкостей (эталонной AVyg и исследуемой u.Vjr) за один и тот же промежуток времени f , а после прекращения теплового расширения жидкостей фиксируют предельные

0 абсолютные изменения объемов эталонной Д УЗП и исследуемой /, жидкостей и по полученным данным вычисляют искомую величину объемной теплоемкости по формуле

5

,о, ,, C2L

к недостаткам этого способа следует отнести необходимость достижения

0 равновесного состояния система, что требует мер по предотвращению теплообмена ее с окружающей средой и больших интервалов измерений даже при принудительном перемешивании жидкостей,

5 и приводит, тем самым, в случае неустойчивых соединений к искажению результатов.

Цель изобретения - сокращение длительности измерений, что позволяет определять объемную теплоемкость термолабильных химически агрессивных и неустойчивых во времени веществ. Поставленная цель достигается тем что измеряют скорость и температурный коэффициент объемного расширения образца, причем измерения скорости и теплового потока осуществляют на линейном участке объемного расширения с момента времени, равного 1-1,5 с о момента начала ввода теплового поток и теплоемкость вычисляют по формуле где С - объемная теплоемкость, р - температурный коэффициент об емного распп ревия W скорость объемного расширекн Q тепловой поток, вводимый в о раэец, Установка для осуществления способа содержит стеклянную дилатометрическую ячейку объемом 115,78 см® с встроенным внутри электрическим на ревателем, заполняемую исследуе№лм веществом, отделяющимся от атмосферы ртутным затвором, который сообщается с атмосферой через калиброван ный стеклянный- капилляр сечением ,0267 см , фотоэлектрическую следящую систему в комплекте с самопишущим прибором типа КСП-4, позволяющую регистрировать на диаграммной ленте зависимость объемного изменения образца во времени по перемещени мениска ртути в калиброванном капилляре, приборы для измерения по методу вольтметра - амперметра электриче кой мощности, источник питания нагре вателя - аккум /ляторные батареи. В качестве контрольного вещества взят бензол. Способ осуществляют следующим образом, После заполнения дилатометрическо ячейки включают сначала привод диагpaм tнoй .ленты самопишущего прибора КСП-4 (со скоростью протяжки Vo 15,0 мм/с}I а затем питание электр нагревателя, и через 1-1,5 с послезавершения прогрева нагревателя изме ряют напряжение и ток в цепи электро нагревателя, что позволяет рассчитат мощность |лектронагрева и тем самым, тепловой поток в образец Q На чертеже 1©ображены кинематичес кие кривые записи теплового расяяирения бензола, соответствукндие различным подводиьй м тепловьил потокам, в координатах i - перемещение мениска ртути в капилляре и L - перемещение диаграммной ленты что тождественно времени t- ), На кривьЬс можно выделить три этапа теплового расширенияj начальный, соответствующий прогреву нагревателя в течение 1-1,5 с, промежуточный (линейный участок кривой), соответствующий адиабатическому расширению образца, и этап, на котором начинают играть роль потери тепла через стенки дилатометрической ячейки. Линейный участок кривой позволяет рассчитать скорость объемного расширения образца. При данных условиях эксперимента (см. фиг. 1) оптимальные результаты по определению W могут быть получены при тепловык потоках 10-50 Вт. После выхода теплового расширения образца на третий этап, что в диапазоне подводимых тепловых потоков 1090 Вт соответствует в данных условияк времени 10-5 с, электронагрев отнлючают и по полученным экспериментальным данньам вычисляют значения Q н W. Используя вычисленные значения d и W, данные по/& , рассчитывают объемную теплоемкость по формуле. Сравнение результатов измеренных значений объемной теплоемкости показывает хорсшее согласие со справочHHSvsi значениями объемной теплоемкости, Предложенным способом измерена объемная теплоемкость газового конденсата Оренбургского месторождения с высоким содержанием сернистых соединений, составившая при 19, величину 1 S1-&5 см грод. Формула изобретения Способ определения объемной теплоемкости жидких веществ путем регистрации теплового потока, вводимого в образец, и инициированного им объемного расширейия, отличающийс я тем, что, с целью сокращения длительности измерений, определяют скорость и температурный коэффициент объемного расширения образца, причем измерение скорости объемного расширения и теплового потока осуществляют с момента ввода теплового потока и теплоемкость определяют расчетным путем, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кириллнв В.А. и Шейндлин А.Е. Исследование термодинамических свойств вещество М,-Л,, 1963, с. 326-334, 2.Авторское свидетельство СССР (J 43891, кл, G 01 N 25/20, 1976, (прототип).

t3 фн