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氧弹量热仪的发展历史

2021.6.21

  1、冰量热仪——最早的绝热体系:

  1780年,拉瓦锡(法国化学家)和拉普拉斯(法国天文学家、数学家)研制出世界第一台量热仪(冰量热仪/相变量热仪)。将一只几内亚小鼠放到一个冰桶内,为了防止热量向外界散失,冰桶的外部包裹一层冰和水的混合物,老鼠放热将冰融化成水,通过测定下部烧杯中获得的水可以推算出老鼠释放的热量。

  由于冰及冰水混合物的温度均为0℃,天然构成了一个绝热体系,我们称之为冰量热仪或相变量热仪。

  2、“贝特洛式氧弹”,

  世界上第一台氧弹量热仪是在1881年由马塞林·伯斯路特(Berthelot)(法国化学家)发明的,他将样品放在一个密闭耐压容器中燃烧的测量方法发展成为标准的方法,他是首位使用纯氧在高压环境下获得更快速、更完全燃烧的科学家。

  1910年美国科学家Parr希望用过氧化钠代替氧气,但由于过氧化物的氧化能力无法保障样品的完全燃烧,且过程中存在较多的副反应,同时会有反应热释放,所以该方法无法完全取代氧气的作用。

  上世纪30年代,理查得Richards,提出了“绝热量热法”,测定时绝热式外筒和内筒温度基本保持一致,清除了内外筒之间的热交换;典型代表为德国IKA公司,C310(1942年);其后随着计算机及控制技术的发展相继推出C4000(1988)和C5000(1996)等全自动绝热量热仪。

  上世纪70年代,在恒温式量热仪的基础上改进外筒的控温系统,推出周边等温式测定模式,依据牛顿冷却定律,采用瑞方公式、奔特公式、罗李方程做为冷却补偿计算,典型的代表为IKA C2000自动量热仪。

  1986年,德国IKA公司首推干式量热仪(C700,1986;C7000,1993),内筒不再使用水做为导热介质,热量计的内筒、搅拌器和水被一个金属块代替。氧弹为双层金属构成,其中嵌有温度传感器,氧弹本身组成了量热系统。其优点是:测定速度快,3分钟可以完成一个样品的测定。是世界上速度最快的热量计。

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