تحقیق در مورد گرماسنج بمبی و اجزای آن

همه چیز درباره گرماسنج بمبی

گرماسنج چیست؟

گرماسنج (کالریمتر) وسيله اي است براي اندازه گيري ميزان گرمايي که در طي يک فرآيند فيزيکي و شيميايي جذب شده يا آزاد شده است. گرماسنج ها، انواع زيادي دارند از آن ها براي تعيين محتواي گرمايي(آنتالپي)، گرماي ويژه گرماي نهان و ديگر خواص گرمايي مواد استفاده مي شود. معمولاً اعداد گرماسنج را بر حسب کالري يا واحد گرمايي انگليسي (Btu) تفسير مي کنند.

گرماسنج بمبی و کار آن

گرماسنج بمبي (مخزني) نمونه ي رايجي است که براي تعيين گرماي سوختن موادي نظير سوخت و غذا استفاده مي شود. این نوع گرماسنج برای اندازه گیری گرمای سوختن ماده به کار میرود. بنابراین برای اندازه گیری گرمای سوختن منیزیم نیز میتوان از گرماسنج استفاده نمود و در گرماسنج بمبی یک اتاقک وجود داره که واکنش در آن انجام میشود , این اتاقک درون یک حمام آب قرار دارد که مرتبا در حال به هم خوردن است .

واکنش سوختن را میتوان در این اتاقک انجام داد و به کمک افزایش دمای آب میزان گرما را محاسبه نمود.

با اندازه گیری دمای آب، قبل و بعد از انجام واکنش و استفاده از رابطه: Q=(T2-T1)mC میتوان به میزان گرمای ازاد شده یا جذب شده پی برد .

همانطور که ذکر شد گرماسنج بمبی برای اندازه گیری گرمای یک واکنش در حجم ثابت به کار برده میشود بنابراین آنتالپی را به ما نمیدهد در حالی که اگر بتوان از گرماسنج لیوانی استفاده نمود چون در فشار ثابت انجام میشود بنابراین آنتالپی را به ما میدهد اما در مورد گرماسنج بمبی تغییرات انرژی درونی اندازه گیری میشود چون درب بمب گرماسنج بسته میشود و حجم ثابت است . برای تبدیل از رابطه زیر استفاده میشود :

nRT + تغییرات انرژی درونی = تغییرات آنتالپی

ویژگی های گرماسنج بمبی:

۱- مقدار گرما را در حجم ثابت اندازه گیری میکند.

۲- مقدار انرژی درونی مستقیم قابل اندازه گیری نیست.

۳- به دلیل عایق بندی محکم و وجود حمام آبی آب یک سیستم گرمایشی برای واکنش است و جزء سیستم نمیباشد پس دقت اندازه گیری بیشتر است.

برای استفاده از این گرماسنج، ابتدا نمونه ای از واکنش دهنده را در بمب فولادی قرار می دهند و آن را با گاز اکسیژن تحت فشار پر می کنند. بعد از این مرحله بمب فولادی را درون مقداری آب توزین شده، در محفظه ای عایق، فرو برده و دمای اولیه مجموعه را با دماسنج اندازه می گیرند.

به وسیله یک سیم آتش زن که در بمب قرار دارد و از طریق الکتریسیته تا دمای اشتعال گرم می شود، واکنش سوختن آغاز شده و گرمای حاصل از آن سبب افزایش دمای مجموعه می شود. دمای نهایی به وسیله دماسنج تعیین می گردد و گرمای واکنش با توجه به اختلاف دمای اولیه و نهایی و نیز ظرفیت گرمایی اجزای سازنده گرماسنج از طریق یک رابطه ساده محاسبه می شود.

گرمای واکنش = ظرفیت گرمایی گرماسنج (t2 – t1) ×

نکته: گرماسنج بمبی برای اندازه گیری دقیق گرمای سوختن یک ماده در حجم ثابت به کار می رود. در واقع می توان دریافت که در این گرماسنج تغییر انرژی درونی اندازه گیری می شود نه تغییر آنتالپی.

پیشنهادی: همه چیز درباره تعریف دما و گرما