Приложение А (обязательное). Определение эффективной теплоемкости калориметра

Приложение А
(обязательное)

Определение эффективной теплоемкости калориметра

А.1 Сущность метода

Сжигание определенной массы бензойной кислоты с сертифицированной теплотворной способностью в кислороде в калориметрической бомбе. Вычисление суммы теплоты сгорания бензойной кислоты, теплоты сгорания хлопковой нити и запальной проволоки и теплоты образования азотной кислоты.

Выполняют минимум пять определений эффективной теплоемкости. Если их диапазон не превышает 55 Дж/°С, то определяют среднюю величину из пяти результатов испытаний для вычисления валовой энергии испытуемого образца (см. раздел 11).

А.2 Методика анализа

Выполняют, как указано в 9.3-9.8, действия для определения валовой энергии. При необходимости используют небольшой металлический тигель, указанный в 6.6.

При определении эффективной теплоемкости адиабатического калориметра считывают температуру с интервалом 1 мин. в течение 10 мин., начиная с пятой минуты после зажигания заряда (см. А.4).

Разбавляют промывную воду из бомбы приблизительно до 50 см³ водой. Оттитровывают азотную кислоту раствором гидроксида натрия (5.7), используя профильтрованный раствор (5.8) метилоранжа в качестве индикатора.

А.3 Вычисление единичного полного определения

Вычисляют эффективную теплоемкость калориметра по формуле

,

(А.3)

где С - эффективная теплоемкость калориметра, в джоулях на градус Цельсия;

m_b - масса бензойной кислоты, в граммах (5.9);

Q_b - сертифицированная высшая теплотворная способность постоянной массы бензойной кислоты, в джоулях на грамм (5.9);

е₁ - поправка на теплоту сгорания хлопковой нити или полосы полиэтилена, в джоулях (см. 10.4);

е₂ - поправка на теплоту сгорания запального провода, в джоулях (см. 10.4);

е₃ - поправка на тепло, выделенное при образовании серной и азотной кислот (см. 10.5);

t₀ - температура сгорания с поправкой на погрешность показаний термометра, в градусах по Цельсию;

t_n - заключительная температура с поправкой на погрешность показаний термометра, в градусах по Цельсию;

t_c - поправка на охлаждение по Рено - Пфаундлеру для изотермического или статического калориметров, в градусах по Цельсию (см. 10.3).

А.4 Предшествующий определению период (адиабатический калориметр)

Период между зажиганием заряда и считыванием конечной температуры называется периодом, предшествующим определению. Его вычисляют по отсчетам температуры, считанным с интервалами в 1 мин. при каждом определении эффективной теплоемкости.

В каждом из этих пяти определений отмечают самое короткое время, в минутах, от сгорания запала до достижения второго из трех последовательных считываний, которые не отличаются больше чем на 0,001 °С.

Рассчитывают, с точностью до одной минуты, среднюю величину из пяти значений, чтобы определить продолжительность периода, предшествующего определению. Он не должен превышать 10 мин.

Используют предшествующий период при всех определениях валовой энергии, пока не будет установлено новое значение (например, при использовании нового калориметра). Предшествующий период должен быть проверен после замены любой части прибора.

А.5 Повторное определение средней эффективной теплоемкости

Когда заменяется какая-либо часть системы, необходимо повторно определять среднюю эффективную теплоемкость. Повторное определение следует также проводить по истечении более 6 мес.

Там, где в системе нет изменений, повторно определенная эффективная теплоемкость должна быть в пределах 20 Дж/°С ранее определенной теплоемкости. Если различие будет больше, чем 20 Дж/°С, то процедура исследования должна быть изучена и тщательно проверена.