Об'ємне теплове розширення

Для твердих, можна знехтувати впливом тиску на матеріал, і об'ємний коефіцієнт теплового розширення може бути записаний

де V - об'єм матеріалу, і dV / dT інтенсивність зміни об'єму із зміною температури.

Це означає, що приріст об'єму буде відбуватись за деякою фіксованою пропорцією. Наприклад, сталевий блок з об'ємом 1 м³ може розширитися до 1,02 м³, при підвищенні температури на 50 К. Це розширення 2%, або 0,04% на кожен К. Якщо ми знаємо коефіцієнт теплового розширення, ми можемо розрахувати величину об'єму тіла при зміні температури.

У розглянутому вище прикладі вважається, що коефіцієнт температурного розширення не залежить від температури. Для невеликих змін температури це є задовільним наближенням, хоча це не завжди вірно. Якщо коефіцієнт об'ємного розширення суттєво змінюється з температурою, то рівняння повинні бути проінтегровані:

тут T ₀ - початкова температура і α _V (T) коефіцієнт об'ємного теплового розширення як функція температури T.

1) Простий та диференційний термічні аналізи.

Серед методів ДТА найбільш строго теоретично обґрунтованим є метод діатермічної оболонки Годовського-Барського.

Суть цього методу полягає в тому, що зразок оточується певною (звичайно керамічною) діатермічною оболонкою, на якій вимірюється температурний перепад між її поверхнями.

Вимірювання теплового потоку реалізується шляхом реєстрації температурного перепаду в багатьох точках оболонки.

Лінійний нагрів (або охолодження) зразку в калориметрі забезпечує квазістаціонарний тепловий режим.

Розрахунок питомої теплоємності C_p, Дж/(кг•К) при температурі T виконується за рівнянням:

(1)

де v - швидкість нагрівання зразку, К/с.

k, h - сталі приладу, які заздалегідь визначаються для кожної температури T по зразку речовини з відомою теплоємністю.

Швидкість нагрівання вибирають такою, щоб досягти компромісу між швидкістю проведення вимірювань і зручністю аналізу отриманих результатів. При дослідженні полімерів звичайними є швидкості 2-2,5 К/хв.

Реєстрація температурного перепаду ΔT на оболонці здійснюється диференціальною термобатареєю (55-60 спаїв) так, що "холодні" спаї знаходяться на одній її поверхні, а "гарячі" спаї - на іншій.

Діатермічні оболонки (комірки) зі зразком та з еталонним тілом (наприклад кварцем) розміщують симетрично в блоці з міді або дюралюмінію. Термобатареї комірок вмикають за диференціальною схемою, отримуючи термо-ЕРС пропорційну перепаду ΔT. Температуру зразка вимірюють диференціальною мідь-константановою термопарою, "гарячий" спай якої розміщують безпосередньо біля зразка.

Лінійний нагрів забезпечуються спеціальним блоком лінійного нагріву. Запис результатів здійснюється електронним потенціометром КСП-4.

6. Типи дилатометрів

Дилатометрія – метод вимірювання лінійних розмірів і об'єму твердих тіл і їх зміни, при зміні температури або часу.

Дилатометри – це прилади для вимірювання розмірів твердих тіл.

Дилатометри за конструкцією і призначенням умовно поділяються на групи:

1) оптично-механічні

2) інтерференційні

3) електронні з індукційними або ємнісними індикаторами

Поиск по сайту: