Xác định nhiệt dung riêng thí nghiệm a./ Phương pháp hỗn hợp (Mohsenin, 1980): Nút Nắp đậy - Thùng chứa mẫu có khối lượng nhiệt dung riêng xác định (ví dụ đồng có NDR: 3894 J/KgoC) Lớp chân không (vd: bình thủy) - Bỏ mẫu vật cần đo vào thùng nâng đến nhiệt độ định (Ti) Thùng chứa mẫu - Đổ nước vào nhiệt độ (Tn) (giả sử Ti > Tn) > Nhiệt độ bên đạt đến nhiệt độ cân Te - Phương trình cân lượng: CtMt (Ti – Te) + CmMm(Ti – Te) = CnMn(Te-Tn) Nhiệt nhả từ thùng Ct , Cm ,Cn Mt , Mm ,Mn Ti Tn Te => Cm = : : : : : Nhiệt nhả từ mẫu đo Nhiệt thu từ nước nhiệt dung riêng thùng, mẫu đo nước (kJ/kgoC) khối lượng thùng, mẫu đo nước (kg) nhiệt độ thùng mẫu đo (oC) nhiệt độ nước (oC) nhiệt độ cân (oC) C n M n (Te - Tn ) - C t M t (Ti - Te ) M m (Ti - Te ) Chú ý: - Nếu đo nhiệt dung riêng vật liệu sinh học, cần tránh làm ẩm độ vật - - Có thể có sai số mát nhiệt Có thể giảm thiểu sai số cch cho thùng mẫu vật bắt đầu nhiệt độ thấp nhiệt độ phòng nhiệt độ nước cao hơn nhiệt độ phòng Khi trao đổi nhiệt để đạt trạng thái cân bằng, tổn thất nhiệt chênh lệch nhiệt độ cân (Te) nhiệt độ phòng giảm thiểu Lúc này, Ti < Tn nên phương trình viết lại: CtMt (Te – Ti) + CmMm(Te – Ti) = CnMn(Tn-Te) Nhiệt thu từ thùng => Cm = Nhiệt thu từ mẫu vật đo Nhiệt nhả từ nước C n M n (Tn - Te ) - C t M t (Te - Ti ) M m (Te - Ti ) b./ Phương pháp hỗn hợp (Lewis, 1981): - Thùng chứa chất lỏng nâng tới nhiệt độ (Ti) - Mẫu vật đo nâng tới nhiệt độ Tm (giả sử Tm>Ti) - Gọi nhiệt độ cuối Te Phương trình cân lượng: (CtMt + CnMn)(Te – Ti) = CmMm(Tm-Te) Nhiệt thu từ thùng chất lỏng => Cm = (Cn M n + C t M t ) (Te - Ti ) M m (Tm - Te ) Nếu Ti > Tm : => Nhiệt nhả từ mẫu vật đo Cm = ? c./ Phương pháp làm lạnh (dùng để xác định nhiệt dung riêng chất lỏng) - Ở nhiệt độ, mức độ tổn thất nhiệt chất lỏng thùng chứa giống hệt - Có thể dùng dụng cụ đo phương pháp hỗn hợp, chứa nước (hoặc chất lỏng biết nhiệt dung riêng) chất lỏng cần đo - Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ giảm dần theo thời gian, vẽ đồ thị (T,t) mức độ tổn thất nhiệt nước thùng (1) Nhiệt độ (T) mức độ tổn thất nhiệt chất lỏng cần đo thùng (2) = Tf dT dt dT dt Thời gian (t) (CtMt + C1M1)(dT/dt)1 = (CtMt + C2M2)(dT/dt)2 Trong đó: C1 , C2 , Ct : nhiệt dung riêng nước, chất lỏng cần đo thùng chứa M1 , M2 , Mt : khối lượng nước, chất lỏng cần đo thùng chứa (dT/dt)1 , (dT/dt)2 : nhiệt độ định (Tf), xác định cách vẽ tiếp tuyến với đường cong làm mát, xấp xỉ cách tính ∆T/∆t lân cận nhiệt độ cần đo Nếu có điều kiện để đặt calorimeter vào chung thùng chứa (hình), ta theo dõi nhiệt độ hai thùng lúc Tuy nhiên, cần ý để hai thùng chứa hoàn toàn giống khối lượng, vật liệu độ nhẵn bên Nhiệt kế 1: Nước 2: Chất lỏng cần đo Xác định độ dẫn nhiệt thí nghiệm Chuẩn bị vật liệu: Vật liệu dẫn điện tốt: dạng trụ Vật liệu dẫn điện kém: đạng đĩa mỏng - dạng trụ/thanh dạng đĩa mỏng A V 1: công tắc điện; 2: nguồn chiều; 3: cực V: Vôn kế; A: Am-pe kế - - - Đóng công tắc 1, cho điện chiều qua mạch, ghi nhận giá trị hiệu điện (V) qua Vôn kế, cường độ dòng điện qua Ampe kế Khi nhiệt độ ổn định, đo nhiệt độ T1 T2 hai đầu mẫu Bỏ qua tổn thất nhiệt vào không khí, pt Fourier: q = U.I = k.A.(ΔT/Δx) = k.A [(T1-T2)/L] Do đó: k= U I L A.( T1 − T2 ) k (W/m.oC): độ dẫn nhiệt; U(V); I (A); T1 T2 (oC) A (m2): d.tích tiết diện truyền nhiệt; L (m) chiều dài/bề dày mẫu thử ... mát nhiệt Có thể giảm thiểu sai số cch cho thùng mẫu vật bắt đầu nhiệt độ thấp nhiệt độ phòng nhiệt độ nước cao hơn nhiệt độ phòng Khi trao đổi nhiệt để đạt trạng thái cân bằng, tổn thất nhiệt. .. m (Tm - Te ) Nếu Ti > Tm : => Nhiệt nhả từ mẫu vật đo Cm = ? c./ Phương pháp làm lạnh (dùng để xác định nhiệt dung riêng chất lỏng) - Ở nhiệt độ, mức độ tổn thất nhiệt chất lỏng thùng chứa giống... lỏng biết nhiệt dung riêng) chất lỏng cần đo - Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ giảm dần theo thời gian, vẽ đồ thị (T,t) mức độ tổn thất nhiệt nước thùng (1) Nhiệt độ (T) mức độ tổn thất nhiệt chất