什么是熱量計(jì)？熱量計(jì)的應(yīng)用及原理

什么是熱量計(jì)？

熱量計(jì)，又稱熱量計(jì)，是測量反應(yīng)熱等的裝置。

可以測量化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量、燃燒過程中產(chǎn)生的熱量、相變過程中產(chǎn)生的熱量等。熱量計(jì)分為三種類型：絕熱熱量計(jì)、等溫壁熱量計(jì)和等溫?zé)崃坑?jì)。

在制造業(yè)中，原材料被加熱，化學(xué)品被混合，反應(yīng)大規(guī)模進(jìn)行，因此了解過程中產(chǎn)生的熱量對于安全非常重要。使用熱量計(jì)分析每個(gè)過程中的熱量。

熱量計(jì)的使用

1. 獲取安全和防災(zāi)數(shù)據(jù)

制造商使用熱量計(jì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以獲得安全和防災(zāi)數(shù)據(jù)。制造商的生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)規(guī)模非常大，因此如果過程中產(chǎn)生大量熱量，可能會(huì)發(fā)生失控反應(yīng)。對關(guān)注的反應(yīng)和過程進(jìn)行量熱法以評估風(fēng)險(xiǎn)。

2、材料熱分解溫度分析

其他用途包括使用差示掃描量熱計(jì) (DSC) 評估聚合物和無機(jī)材料的相變和熱分解過程中產(chǎn)生的熱量。由于相變溫度根據(jù)化合物的化學(xué)和晶體結(jié)構(gòu)而不同，因此在研究和開發(fā)中使用熱量計(jì)進(jìn)行相變溫度測量。

熱量計(jì)原理

熱量計(jì)是一種測量反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量的裝置。除了化學(xué)反應(yīng)外，當(dāng)化合物溶解、混合或相變時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)中還會(huì)發(fā)生放熱或吸熱。

在熱量計(jì)中用已知熱容量的物質(zhì)代替待測熱量，測量溫度變化。或者，假設(shè)溫度恒定，可以根據(jù)熔化接收的潛熱量來計(jì)算熱量。

1.絕熱熱量計(jì)

在絕熱量熱計(jì)中，樣品產(chǎn)生的熱量不會(huì)通過外壁傳遞，而是全部消耗在改變樣品容器的溫度上。為了實(shí)現(xiàn)隔熱，將樣品容器與周圍外壁之間的壓力降低至10 -4 Pa以下，并控制兩者的溫度相同。

2.等溫壁量熱儀

這是一種熱量計(jì)，其中引起熱變化的樣品容器被支撐在保持恒定溫度的恒溫容器中，并且條件是測量容器和恒溫容器之間的熱交換盡可能少。

兩者之間有間隙，如果樣品容器的熱容量大，則充滿空氣，如果小，則處于真空狀態(tài)。測量容器外部的溫度條件盡可能保持恒定，而測量容器內(nèi)部發(fā)生熱變化。

通過繪制溫度-時(shí)間曲線，通過在表觀溫升上加上熱泄漏校正來計(jì)算熱量。

3.等溫量熱儀

以相變等溫?zé)崃坑?jì)為例，當(dāng)某種物質(zhì)的兩相在某一溫度共存時(shí)，熱量從一相傳遞到另一相，并測量當(dāng)時(shí)發(fā)生的體積變化，這是一種測量相變的熱量計(jì)。熱量。

計(jì)算熱量的方法包括測量產(chǎn)生的氣體的體積或測量重量的變化。

熱量計(jì)的類型

在小規(guī)模（例如試管）中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量很少成為問題。然而，如果在工廠中進(jìn)行數(shù)十或數(shù)百升或更大規(guī)模的反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量熱量，則存在反應(yīng)失控或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，我們使用熱量計(jì)來分析每個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量。根據(jù)用途出售各種熱量計(jì)。

1.工藝安全評估

當(dāng)用于評估過程安全性時(shí)，反應(yīng)過程在模擬工廠反應(yīng)釜的系統(tǒng)中進(jìn)行，并測量過程中產(chǎn)生的熱量。

2.差示掃描量熱法

用于材料評估的差示掃描量熱計(jì)（DSC）在不同溫度下測量少量樣品，并測量在每個(gè)溫度下產(chǎn)生的熱量。根據(jù)熱量相對于溫度的拐點(diǎn)和峰值，可以分析發(fā)生相變或分解的溫度。

3.ARC

熱量計(jì)還包括用于分析失控反應(yīng)的設(shè)備。該設(shè)備稱為 ARC，可測量在分解過程中產(chǎn)生熱量并導(dǎo)致失控反應(yīng)的化合物產(chǎn)生的熱值和壓力。