[科普中國]-量熱技術(shù)

簡介量“熱”的范圍

單一物質(zhì)：相變熱（熔融熱、汽化熱等）、分解熱；

多種物質(zhì)：混合熱、化學反應熱。

量熱的熱平衡熱平衡原理：

熱量積累= 體系放熱- 與環(huán)境熱交換

量熱儀的目的：消除其中一項，通過另一項計算放熱速率。

量熱技術(shù)的重要性量熱技術(shù)在生產(chǎn)和科學研究中的重要性，主要體現(xiàn)在以下四個方面2：

普遍性量熱技術(shù)是一門應用極為廣泛的技術(shù)，無論在現(xiàn)代工業(yè)賴以生存和發(fā)展的能源動力工程，還是在新興技術(shù)領(lǐng)域，或是在人們的日常生活中，都可以感受到它所發(fā)揮的巨大作用。

如：工業(yè)爐窯、熱流輸送管道的熱效率評價，化工中各種反應過程的熱變化，電子設(shè)備的散熱，石油的熱采技術(shù)，火箭的發(fā)射和衛(wèi)星的回收等等，無不有熱問題存在，無不與量熱技術(shù)息息相關(guān)。新興的生物工程、生命科學、人體科學的研究中，也應用到了量熱技術(shù)。

基礎(chǔ)性量熱技術(shù)是工程熱物理研究的基礎(chǔ)，是一切與熱有關(guān)的實驗和監(jiān)測的技術(shù)基礎(chǔ)。

開拓性應用量熱技術(shù)可以在許多研究領(lǐng)域做出開拓性的成果，如：歷史上用量熱技術(shù)曾精確地測出熱功當量，為推動熱力學的發(fā)展做出了開拓性的成果；傅里葉的導熱定律、牛頓的熱交換定律的誕生莫不是以熱實驗為前導。

經(jīng)濟性掌握量熱技術(shù)并應用于生產(chǎn)和科學研究的各個過程，將在節(jié)約能源、提高設(shè)備熱效率和發(fā)掘新材料、認識新領(lǐng)域等方面帶來極大的經(jīng)濟效益。

量熱技術(shù)的發(fā)展簡史我們的先人在同自然界的斗爭中知道了冷熱，用自身的感覺器官也能判別物體的冷熱程度，并能利用摩擦的方法生熱取火。在物性的認識方面，也知道了棉花御寒，取銅鐵做炊具等。但是，量熱技術(shù)的真正誕生和發(fā)展是在18世紀中期以后。由于蒸汽機的發(fā)明和應用，使生產(chǎn)力得以極大地提高，又刺激和推動了量熱技術(shù)的發(fā)展，同時熱力學也被建立和發(fā)展起來。熱力學的理論研究需要實驗驗證，這又促進了量熱技術(shù)的發(fā)展1。

★ 1824年，卡諾提出了卡諾定理和卡諾循環(huán)，已經(jīng)有熱和熱效率的測定。

★ 1840～1851年間，焦耳通過多種多樣實驗，測定了熱功當量。

★ 在熱力學第一定律中，凝聚了量熱技術(shù)的結(jié)晶。

★ 傳熱學的傳導、對流、輻射三大熱交換定律，其誕生和發(fā)展更離不開量熱技術(shù)。傳熱學又為量熱技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。

★ 作為量熱技術(shù)的一個應用——熱分析，不僅成為化學分析的一個重要方法，也是多學科通用的技術(shù)。

量熱技術(shù)的現(xiàn)狀由于量熱技術(shù)在生產(chǎn)和科學研究中的重要作用，其受到了世界各國的重視1。

國際上設(shè)有作為IUPAC的物理化學部分的熱化學和熱力學委員會和熱分析學會。許多國家也成立有專業(yè)性委員會，我國也成立”中國化學學會化學熱力學和熱分析專業(yè)委員會”。

美國在量熱技術(shù)上最為活躍，二次大戰(zhàn)后就召開了全國性的卡計會議，以后每年一次，并做了許多工作，如建立溫度標準、研制了標準卡計（冰卡計）、實現(xiàn)測試自動化、數(shù)據(jù)編集等。

前蘇聯(lián)以表面化學的熱研究居長，英國在反應卡計上有所建樹，日本側(cè)重于DTA的開發(fā)使用。

目前，這方面相關(guān)的國際會議主要有：國際量熱會議（The Calorimetry Conference）、國際化學熱力學會議（ICCT）、國際熱分析和量熱會議（ICTAC）。

現(xiàn)有量熱儀詳解同步熱分析儀樣品量：1~50mg;3

靈敏度：2~10W/kg;

溫升范圍：RT~1650℃；

溫升速率：0.1~50℃/min;

氣氛：惰性、反應性；

類型：熱阱，理想熱流；

特點：熱流數(shù)據(jù)與熱重數(shù)據(jù)同時記錄；

多種坩堝可選；

可通反應性氣體；

高壓差示掃描量熱儀樣品量：1~50mg;4

靈敏度：2~10W/kg;

溫升范圍：RT~600℃；

溫升速率：0.1~50℃/min;

類型：加熱功率補償，理想熱流；

特點：常壓~15MPa壓力下量熱；

多種坩堝可選；

可通反應性氣體；

微量熱儀（C80/C600）樣品量：0.5~3g;5

靈敏度：0.1W/kg;

溫升范圍：RT~300（600）℃；

溫升速率：0.01~2℃/min;

類型：熱阱，理想熱流

快速掃描量熱儀（RSD）樣品量：0.5~3mg;1

溫度精度：0.01℃;

溫升范圍：RT~400℃；

壓力范圍：0~160bars;

溫升速率：0~10℃/min；

類型：熱阱，理想熱流；

自加速量熱儀(ARC)樣品量：0.5~3g;1

溫度精度：0.01℃;

溫升范圍：RT~500℃；

壓力范圍：0~200bars;

溫升跟蹤速率：20℃/min（標準）;100℃/min（快速）

類型：溫度補償絕熱；

絕熱杜瓦樣品量：100~1000g;1

靈敏度：取決于杜瓦瓶容積和質(zhì)量；