量热技术

基本介绍

量热范围

单一物质：相变热（熔融热、汽化热等）、分解热；

多种物质：混合热、化学反应热。

量热的热平衡

热平衡原理：

热量积累= 体系放热- 与环境热交换

量热仪的目的：消除其中一项，通过另一项计算放热速率。

技术重要性

普遍性

量热技术是一门应用极为广泛的技术，无论在现代工业赖以生存和发展的能源动力工程，还是在新兴技术领域，或是在人们的日常生活中，都可以感受到它所发挥的巨大作用。

如：工业炉窑、热流输送管道的热效率评价，化工中各种反应过程的热变化，电子设备的散热，石油的热采技术，火箭的发射和卫星的回收等等，无不有热问题存在，无不与量热技术息息相关。新兴的生物工程、生命科学、人体科学的研究中，也应用到了量热技术。

基础性

量热技术是工程热物理研究的基础，是一切与热有关的实验和监测的技术基础。

开拓性

应用量热技术可以在许多研究领域做出开拓性的成果，如：历史上用量热技术曾精确地测出热功当量，为推动热力学的发展做出了开拓性的成果；傅里叶的导热定律、牛顿的热交换定律的诞生莫不是以热实验为前导。

经济性

掌握量热技术并应用于生产和科学研究的各个过程，将在节约能源、提高设备热效率和发掘新材料、认识新领域等方面带来极大的经济效益。

发展简史

★ 1824年，卡诺提出了卡诺定理和卡诺循环，已经有热和热效率的测定。

★ 1840～1851年间，焦耳通过多种多样实验，测定了热功当量。

★ 在热力学第一定律中，凝聚了量热技术的结晶。

★ 传热学的传导、对流、辐射三大热交换定律，其诞生和发展更离不开量热技术。传热学又为量热技术提供了理论基础。

★ 作为量热技术的一个应用——热分析，不仅成为化学分析的一个重要方法，也是多学科通用的技术。

技术的现状

国际上设有作为IUPAC的物理化学部分的热化学和热力学委员会和热分析学会。许多国家也成立有专业性委员会，我国也成立”中国化学学会化学热力学和热分析专业委员会”。

美国在量热技术上最为活跃，二次大战后就召开了全国性的卡计会议，以后每年一次，并做了许多工作，如建立温度标准、研制了标准卡计（冰卡计）、实现测试自动化、数据编集等。

前苏联以表面化学的热研究居长，英国在反应卡计上有所建树，日本侧重于DTA的开发使用。

目前，这方面相关的国际会议主要有：国际量热会议（The Calorimetry Conference）、国际化学热力学会议（ICCT）、国际热分析和量热会议（ICTAC）。

现有量热仪

同步热分析仪

灵敏度：2~10W/kg;

温升范围：RT~1650℃；

温升速率：0.1~50℃/min;

气氛：惰性、反应性；

类型：热阱，理想热流；

特点：热流数据与热重数据同时记录；

多种坩埚可选；

可通反应性气体；

高压差示扫

灵敏度：2~10W/kg;

温升范围：RT~600℃；

温升速率：0.1~50℃/min;

类型：加热功率补偿，理想热流；

特点：常压~15MPa压力下量热；

多种坩埚可选；

可通反应性气体；

微量热仪

灵敏度：0.1W/kg;

温升范围：RT~300（600）℃；

温升速率：0.01~2℃/min;

类型：热阱，理想热流

快速扫描

温度精度：0.01℃;

温升范围：RT~400℃；

压力范围：0~160bars;

温升速率：0~10℃/min；

类型：热阱，理想热流；

自加速量热仪

温度精度：0.01℃;

温升范围：RT~500℃；

压力范围：0~200bars;

温升跟踪速率：20℃/min（标准）;100℃/min（快速）

类型：温度补偿绝热；

绝热杜瓦

灵敏度：取决于杜瓦瓶容积和质量；