Nhiệt lượng kế đốt mẫu đo năng lượng của nhiên liệu bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Nhiệt lượng kế đốt một mẫu trong bình chịu áp có oxygen, theo dõi mức tăng nhiệt của hệ nhận năng lượng rồi dùng hiệu chuẩn để suy năng lượng giải phóng. Đại lượng đo không phải ngọn lửa trông sáng đến đâu, mà là đáp ứng nhiệt đã được xác định của cả hệ.
Ngọn lửa kết thúc, phép đo vẫn đang diễn ra
Năng lượng từ phản ứng làm nóng bình chứa, nước và các bộ phận liên quan. Nhiệt kế ghi sự biến thiên theo thời gian. Nếu chỉ tính phần nước mà quên bình kim loại cũng hấp thụ năng lượng, kết quả có thể sai.
Để xác định đáp ứng, người ta dùng chất chuẩn có nhiệt cháy đã biết. Cùng bố trí thiết bị, mức tăng nhiệt từ mẫu chuẩn giúp liên hệ tín hiệu với năng lượng. Bước này giống việc kiểm tra một chiếc cân bằng quả cân chuẩn trước khi tin số chỉ của nó.
Nóng hơn không tự động nghĩa mẫu có nhiệt trị cao hơn
Cần biết khối lượng mẫu và nhiệt dung hiệu dụng của hệ. Một lượng mẫu lớn có thể làm nhiệt độ tăng nhiều dù năng lượng trên mỗi đơn vị khối lượng không cao hơn mẫu khác.
Các cách diễn đạt như J cho năng lượng và J/kg cho năng lượng riêng trả lời hai câu hỏi khác nhau. Thí nghiệm cũng cần tính những đóng góp phụ, chẳng hạn năng lượng mồi cháy, theo quy trình của thiết bị và phương pháp đo.
Hệ thật không cách nhiệt hoàn hảo
Trong kiểu có áo nhiệt giữ ở nhiệt độ ổn định, phần nhận nhiệt vẫn có thể trao đổi năng lượng với bên ngoài. Theo dõi áo nhiệt và diễn biến nhiệt độ cho phép hiệu chỉnh phần trao đổi ấy. Không nên gọi mọi thiết bị có áo nước là hệ đoạn nhiệt tuyệt đối.
Đây là thiết bị phòng thí nghiệm chuyên dụng với bình chịu áp và oxygen; bài giải thích nguyên lý, không phải hướng dẫn tự đốt mẫu trong hộp kín.
Hiểu lầm: đo được nhiệt cháy là biết trực tiếp mọi hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong mọi động cơ. Hiệu suất chuyển đổi ở thiết bị sử dụng còn là một câu chuyện khác.
Ghi nhớ: mẫu giải phóng năng lượng, cả hệ nhận nhiệt, chất chuẩn xác lập thang đo, hiệu chỉnh giúp nối phép đo thật với đại lượng cần biết.
Đọc thêm
- Nhiệt dung bình trong bài trộn nước: không được bỏ phần bình nhận nhiệt
- Đo nhiệt dung riêng bằng hai khối lượng: tách phần bình cùng nóng