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實(shí)驗(yàn)室量熱儀基本原理及其前景發(fā)展
1.量熱儀的原理
量熱儀的測(cè)試原理是先用一種已知熱值的物質(zhì)（通常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸）測(cè)得整個(gè)量熱體系溫度升高一度所需的熱值，即測(cè)得該量熱儀的熱容量。如，已知苯甲酸的熱值為26500J/g，燃燒1g的苯甲酸可使量熱體系升高2.65℃，則測(cè)得量熱儀的熱容量為10000J/℃;若將1g未知熱值的煤燃燒可使量熱體系升高2℃，則被測(cè)煤樣的熱值為20000J/g，若升高2.5℃，則被測(cè)煤樣的熱值為25000J/g。
2.量熱儀的發(fā)展
目前國(guó)內(nèi)使用的量熱儀除國(guó)產(chǎn)的外，還有德國(guó)IKA公司生產(chǎn)的，其型號(hào)也有恒溫式、絕熱式和雙干式。但不論是哪種型號(hào)、哪個(gè)廠家生產(chǎn)的，都還沒(méi)有脫離自1881年*臺(tái)量熱儀誕生以來(lái)的基本模式，即包括水套（通常叫作外筒）、內(nèi)筒、燃燒室（通常叫作氧彈）等基本部件組成的體系。一百多年來(lái)，特別是近20年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，量熱儀在結(jié)構(gòu)和操作模式方面都進(jìn)行了很大的改進(jìn)，自動(dòng)化程度大大提高，測(cè)試速度更快，精密度、準(zhǔn)確度更高。
雙干式由于氧彈結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，且對(duì)環(huán)境條件要求也很苛刻，絕熱式量熱儀由于對(duì)溫度的自動(dòng)跟蹤技術(shù)要求很高，這種型號(hào)的量熱儀在市場(chǎng)上比較少見，所以基本上不生產(chǎn)了，故本文所談的主要是恒溫式量熱儀。
從zui早的量熱儀到現(xiàn)代的量熱儀在以下方面進(jìn)行了比較大的改進(jìn)：
20世紀(jì)70年代以前，量熱儀用的測(cè)溫工具是一種類似普通水銀溫度計(jì)的貝克曼溫度計(jì)，也是通過(guò)水銀在玻璃管中的熱脹冷縮來(lái)反映溫度的變化，所不同的是為了讀溫更準(zhǔn)確，故將其刻度分得更細(xì)（實(shí)際上是將玻璃管中的毛細(xì)管做得更細(xì)），但這樣就要求將溫度計(jì)做得很長(zhǎng)，使用起來(lái)不方便且容易損壞。同時(shí)考慮到測(cè)試過(guò)程中只需要測(cè)得起點(diǎn)與終點(diǎn)的溫差，并不需要實(shí)際溫度值，而一般實(shí)際測(cè)試過(guò)程的溫差都在4℃以下，所以溫度計(jì)刻度量程5～6℃即可，但是當(dāng)實(shí)際水溫低時(shí)，可能讀不到溫度，即水銀收縮到下方的儲(chǔ)藏室中，而當(dāng)水溫高時(shí)，也可能讀不到溫度，即水銀膨脹到超過(guò)zui大量程。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在溫度計(jì)的上方增加一個(gè)儲(chǔ)藏室，用來(lái)儲(chǔ)藏備用水銀。當(dāng)水溫太低時(shí)，從上方儲(chǔ)藏室中倒回一部分水銀到毛細(xì)管中來(lái)，當(dāng)水溫太高時(shí)，則將毛細(xì)管中的水銀倒回一部分到上方儲(chǔ)藏室中，這樣就保證在任何水溫條件下，貝克曼溫度計(jì)都能讀溫。
貝克曼溫度計(jì)盡管比普通水銀溫度計(jì)讀溫更準(zhǔn)，但也只能讀到0.001℃（且要借助放大鏡來(lái)讀），操作也很麻煩，而且由于制造技術(shù)上的原因，溫度計(jì)毛細(xì)管內(nèi)徑和刻度都不可能十分均勻，因此必須進(jìn)行毛細(xì)孔徑校正和平均分度值校正，這些工作也是相當(dāng)繁瑣的。
C5000 量熱儀