ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್

ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಎನ್ನುವುದು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿ ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಶಾಖವನ್ನು ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು, ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಮೈಕ್ರೋ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು, ಟೈಟರೇಶನ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಿತ ದರದ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಗಳಾಗಿವೆ. ಸರಳವಾದ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಕಂಬಶ್ಚನ್‍ ಚೇಂಬರ್‌ನ ಮೇಲೆ ನೀರಿನಿಂದ ತುಂಬಿದ ಲೋಹದ ಕಂಟೇನರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಮಾಪನ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

A ಮತ್ತು B ಎರಡು ಪದಾರ್ಥಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರತಿ ಮೋಲ್‌ಗೆ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು, ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ಅದು ಮುಗಿದ ನಂತರ) ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪದಾರ್ಥಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಿಂದ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗುಣಿಸುವುದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾದ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಕ್ತಿಗೆ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. A ಯ ಎಷ್ಟು ಮೋಲ್‌ಗಳು ಇದ್ದವು ಎಂಬುದರ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಭಾಗಿಸುವುದು ಅದರ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

$q=C_{\text{v}}(T_{f}-T_{i})$ ಇಲ್ಲಿ $q$ ಎಂಬುದು ಜೌಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು $C v$ ಎಂಬುದು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ (ಜೌಲ್ಸ್ / ಕೆಲ್ವಿನ್) ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಾಧನದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಇತಿಹಾಸ

೧೭೬೧ ರಲ್ಲಿ ಜೋಸೆಫ್ ಬ್ಲ್ಯಾಕ್ ಅವರು ಸುಪ್ತ ಶಾಖದ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದರು, ಇದು ಮೊದಲ ಐಸ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳ ಸೃಷ್ಟಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು.^[೧] ೧೭೮೦ ರಲ್ಲಿ, ಆಂಟಿನ್ ಲವಾಸಿಯೆ ತನ್ನ ಉಪಕರಣದ ಸುತ್ತಲಿನ ಹಿಮವನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಗಿನಿಯಿಲಿಯ ಉಸಿರಾಟದಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಾಖವನ್ನು ಬಳಸಿದನು, ಉಸಿರಾಟದ ಅನಿಲ ವಿನಿಮಯವು ಮೇಣದಬತ್ತಿಯನ್ನು ಸುಡುವಂತೆಯೇ ದಹನದ ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.^[೨] ಲವಾಸಿಯೆ ಈ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಗ್ರೀಕ್ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಟಿನ್ ಮೂಲಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು. ಮೊದಲ ಐಸ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ೧೭೮೨-೮೩ ರ ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಲವಾಸಿಯೆ ಮತ್ತು ಪಿಯರೆ-ಸೈಮನ್ ಲ್ಯಾಪ್ಲೇಸ್ ಬಳಸಿದರು. ಇದು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಾಖವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ.^[೩]

ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು

ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಎನ್ನುವುದು ಓಡಿಹೋದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಬಳಸುವ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಆಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವುದರಿಂದ, ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಸ್ತು ಮಾದರಿಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಯಾವುದೇ ಶಾಖವು ಮಾದರಿಯನ್ನು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ.

ಯಾವುದೇ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ - ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ನಿಂದ ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ ಹೋಲ್ಡರ್‌ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಶಾಖವು ಕಳೆದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಈ ಶಾಖದ ನಷ್ಟಗಳಿಗೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಫೈ-ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಗಣಿತದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಅಂಶವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಫೈ-ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಎಂಬುದು ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ ಮತ್ತು ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ ಹೋಲ್ಡರ್‌ನ ಉಷ್ಣ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ನ ಉಷ್ಣ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಅನುಪಾತವಾಗಿದೆ.

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಒಂದು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಮುಚ್ಚಿದ ಇನ್ಸುಲೇಟೆಡ್ ಕಂಟೇನರ್‌ನಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಹೀಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಯದ ವಿರುದ್ಧ ಶಾಖದ ಹರಿವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಒಟ್ಟು ಶಾಖವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದರಿಂದ ಇದು ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಮಾನದಂಡವಾಗಿದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ಶಾಖ ಬಿಡುಗಡೆ ದರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಜಾಗತಿಕ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಾಲ್ಕು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ:

ಶಾಖದ ಹರಿವಿನ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್

ಕೂಲಿಂಗ್/ಹೀಟಿಂಗ್ ಜಾಕೆಟ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನ ಅಥವಾ ಜಾಕೆಟ್‌ನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದ್ರವ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ದ್ರವದ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಫಿಲ್ ವಾಲ್ಯೂಮ್‌ಗಳು (ಅಂದರೆ ತೇವ ಪ್ರದೇಶ), ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಾಂಕವು ಸರಿಯಾದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಲುಪಲು ನಿರ್ಧರಿಸಬೇಕು. ರಿಫ್ಲಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಿದೆ, ಆದರೂ ಇದು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ನಿಖರವಾಗಿದೆ.

ಶಾಖ ಸಮತೋಲನ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್

ಕೂಲಿಂಗ್/ಹೀಟಿಂಗ್ ಜಾಕೆಟ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದ್ರವದಿಂದ ಪಡೆದ ಅಥವಾ ಕಳೆದುಹೋದ ಶಾಖವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಹಾರ

ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಹಾರವು ಸ್ಥಿರವಾದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಪಾತ್ರೆಯೊಳಗೆ ಇರಿಸಲಾದ ಹೀಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವಂತೆ ಈ ಹೀಟರ್‌ಗೆ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಥಿರ ಹರಿವು

ಸ್ಥಿರ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿ (ಅಥವಾ ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ COFLUX ಎಂಧು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಶಾಖ ಸಮತೋಲನ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿಯಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪಾತ್ರೆಯ ಗೋಡೆಯಾದ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಶಾಖದ ಹರಿವನ್ನು (ಅಥವಾ ಫ್ಲಕ್ಸ್) ನಿರ್ವಹಿಸಲು ವಿಶೇಷ ನಿಯಂತ್ರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು

ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಎನ್ನುವುದು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದಹನದ ಶಾಖವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ಸ್ಥಿರ-ಪರಿಮಾಣದ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಆಗಿದೆ.^[೪] ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತಿರುವಾಗ ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನೊಳಗಿನ ದೊಡ್ಡ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಧನವನ್ನು ಹೊತ್ತಿಸಲು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಇಂಧನವು ಉರಿಯುತ್ತಿರುವಾಗ, ಅದು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅದು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನಿಂದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೊರಹಾಕುವ ಟ್ಯೂಬ್ ಮೂಲಕ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ತಾಮ್ರದ ಕೊಳವೆಯ ಮೂಲಕ ಗಾಳಿಯು ಹೊರಹೋಗುವಾಗ ಅದು ಕೊಳವೆಯ ಹೊರಗಿನ ನೀರನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಇಂಧನದ ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಅಂಶವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಇತ್ತೀಚಿನ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಬಾಂಬ್, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶುದ್ಧ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ೩೦ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ (೩೦೦೦ kPa)) ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ಮಾದರಿಯ ತೂಕದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ೧–೧.೫ ಗ್ರಾಂ) ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (ಆಂತರಿಕ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಸ್ಯಾಚುರೇಟ್ ಮಾಡಿ, ಹೀಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಎಲ್ಲಾ ನೀರು ದ್ರವವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ), ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವನ್ನು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನವಾಗಿ ಹೊತ್ತಿಸುವ ಮೊದಲು ತಿಳಿದಿರುವ ನೀರಿನ ಪರಿಮಾಣದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು ೨೦೦೦ ಮಿಲಿ) ಮುಳುಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ತಿಳಿದಿರುವ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯೊಂದಿಗೆ ಬಾಂಬ್, ಒಂದು ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ - ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಅನಿಲಗಳು ಹೊರಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಉಕ್ಕಿನ ಪಾತ್ರೆಯೊಳಗೆ ಹಾಕಲಾದ ತೂಕದ ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್ ನಂತರ ಉರಿಯುತ್ತದೆ. ದಹನದಿಂದ ಶಕ್ತಿಯು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಹರಿವು ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಗೋಡೆಯನ್ನು ದಾಟುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಸ್ಟೀಲ್ ಬಾಂಬ್, ಅದರ ವಿಷಯಗಳು ಮತ್ತು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ನೀರಿನ ಜಾಕೆಟ್‌ನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಂತರ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀಡಿಂಗ್‍, ಬಾಂಬ್ ಅಂಶದ ಜೊತೆಗೆ (ಇದು ಲೋಹದ ಬಾಂಬ್ ಭಾಗಗಳ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ), ಮಾದರಿ ಬರ್ನ್‌ನಿಂದ ನೀಡಲಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಒಳಹರಿವು, ಸುಡುವ ಫ್ಯೂಸ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಉತ್ಪಾದನೆ (ಉಳಿದ ದ್ರವದ ಟೈಟರೇಶನ್ ಮೂಲಕ) ಖಾತೆಗೆ ಸಣ್ಣ ತಿದ್ದುಪಡಿಯನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಬಾಂಬ್‌ನಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅದರ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌, ಆಮ್ಲಜನಕ, ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಬಾಂಬ್, ನೀರು, ಸ್ಟಿರರ್, ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್, ಡಿವಾರ್ ಅಥವಾ ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ಕಂಟೇನರ್ (ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ನಿಂದ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಶಾಖದ ಹರಿವನ್ನು ತಡೆಯಲು) ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಣ್ಣ ಕಪ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಂಬ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಇಗ್ನಿಷನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಬಾಂಬ್‌ಗಾಗಿ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸದೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.[4]

ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್ ಮತ್ತು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ (Q = 0) (ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್) ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ (W = 0)

ಹೀಗಾಗಿ, ಒಟ್ಟು ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆ

\Delta E_{\text{total}}=Q+W=0

ಅಲ್ಲದೆ, ಒಟ್ಟು ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆ

\Delta E_{\text{total}}=\Delta E_{\text{system}}+\Delta E_{\text{surroundings}}=0

\Delta E_{\text{system}}=-\Delta E_{\text{surroundings}}=-C_{\text{v}}\Delta T

(constant volume

\mathrm {d} V=0

)

ಇಲ್ಲಿ $C_{\text{v}}$ ಎಂಬುದು ಬಾಂಬ್‌ನ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ

ಯಾವುದೇ ಸಂಯುಕ್ತದ ದಹನದ ಶಾಖವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಾಂಬ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೊದಲು, ಅದನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಬೇಕು. $C_{\text{v}}$ ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ಈ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು

C_{\text{v(calorimeter)}}=m_{\text{water}}C_{\text{v(water)}}+m_{\text{steel}}C_{\text{v(steel)}}

m_{\text{water}}

and

m_{\text{steel}}

can be measured;

C_{\text{v(water)}}=1{\text{ cal g}}^{-1}{\text{ K}}^{-1}

C_{\text{v(steel)}}=0.1{\text{ cal g}}^{-1}{\text{ K}}^{-1}

ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ, ದಹನ ಮೌಲ್ಯದ ತಿಳಿದಿರುವ ಶಾಖದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ $C_{\text{v}}$ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ: $C_{\text{v}}={H_{\text{c}} \over \Delta T}$

ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೆಂದರೆ ಬೆಂಜೊಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ ( $H_{\text{c}}=6318{\text{ cal/g}}$ ) ಅಥವಾ ಪಿ-ಮಿಥೈಲ್‍ ಬೆಂಜೊಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ ( $H_{\text{c}}=6957{\text{ cal/g}}$ ).

ತಾಪಮಾನವನ್ನು ( $T$ ) ಪ್ರತಿ ನಿಮಿಷವೂ ದಾಖಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು $\Delta T=T_{\text{final}}-T_{\text{initial}}$

ದಹನದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖದ ತಿದ್ದುಪಡಿಗೆ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಅಂಶವಾದ ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯು ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ನಿಕಲ್ ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ೯೮೧.೨ cal/g. ದಹನದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಬಾಂಬ್‌ನ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಲು, ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ (~ 1 g) ಬೆಂಜೊಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಪಿ-ಮೀಥೈಲ್ ಬೆಂಜೊಯಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ತೂಗಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಕಲ್ ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯ ಉದ್ದವನ್ನು (~10 cm) ದಹನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಎರಡೂ ತೂಗುತ್ತದೆ. ಸುಟ್ಟುಹೋದ ಫ್ಯೂಸ್ ತಂತಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು $\Delta m=m_{\text{ಮೊದಲು}}-m_{\text{ನಂತರ}}$

ಬಾಂಬ್ ಒಳಗೆ ಸ್ಯಾಂಪಲ್‌ನ (ಬೆಂಜೊಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ) ದಹನ

\Delta H_{c}=\Delta H_{\ce {c(benzoic\ acid)}}m_{\ce {benzoic\ acid}}+\Delta H_{\ce {c(Ni\ fuse\ wire)}}\Delta m_{\ce {Ni\ fuse\ wire}}

\Delta H_{\text{c}}=C_{\text{v}}\Delta T\ \rightarrow C_{\text{v}}={\Delta H_{\text{c}} \over \Delta T}

ಒಮ್ಮೆ ಬಾಂಬ್‌ನ $C_{\text{v}}$ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರೆ, ಯಾವುದೇ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ದಹನದ ಶಾಖವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಾಂಬ್ ಬಳಸಲು ಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ

\Delta H_{\text{c}}=C_{\text{v}}\Delta T

^[೫]^[೬]

ಭೂಶಾಖದ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿ

ಭೂಶಾಖದ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಶಾಖದ ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ, ಭೂಶಾಖದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯ ಇತರ ರೂಪಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವಲ್ಲಿ ಸಸ್ಯವು ಎಷ್ಟು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು.

ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು ಭೂಶಾಖದ ಸಂಪನ್ಮೂಲದಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯಲಾದ ಉಗಿ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸಹ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಆವಿಯ ಶಾಖದ ಅಂಶವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಂಪನ್ಮೂಲವು ಸಮರ್ಥ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ವಿಶೇಷಣಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು.^[೭]

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

↑ Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Black, Joseph". Encyclopædia Britannica. 4 (11th ed.). Cambridge University Press.
↑ Antoine Laurent Lavoisier, Elements of Chemistry: In a New Systematic Order; Containing All the Modern Discoveries, 1789: "I acknowledge the name of Calorimeter, which I have given it, as derived partly from Greek and partly from Latin, is in some degree open to criticism; but in matters of science, a slight deviation from strict etymology, for the sake of giving distinctness of idea, is excusable; and I could not derive the name entirely from Greek without approaching too near to the names of known instruments employed for other purposes."
↑ Buchholz, Andrea C; Schoeller, Dale A. (2004). "Is a Calorie a Calorie?". American Journal of Clinical Nutrition. 79 (5): 899S–906S. doi:10.1093/ajcn/79.5.899S. PMID 15113737. Retrieved 2007-03-12.
↑ http://www.physicsclassroom.com/class/thermalP/Lesson-2/Calorimeters-and-Calorimetry
↑ Polik, W. (1997). Bomb Calorimetery. Retrieved from http://www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-2000/bombcalorimetry.htm Archived 2015-10-06 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.
↑ Bozzelli, J. (2010). Heat of Combustion via Calorimetry: Detailed Procedures. Chem 339-Physical Chemistry Lab for Chemical Engineers –Lab Manual.
↑ Schröder, Elisabeth (2015). "Design and Test of a New Flow Calorimeter for Online Detection of Geothermal Water Heat Capacity". Geothermics. 53: 12–202. Bibcode:2015Geoth..53..202S. doi:10.1016/j.geothermics.2014.06.001.

[1] Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Black, Joseph". Encyclopædia Britannica. 4 (11th ed.). Cambridge University Press.

[2] Antoine Laurent Lavoisier, Elements of Chemistry: In a New Systematic Order; Containing All the Modern Discoveries, 1789: "I acknowledge the name of Calorimeter, which I have given it, as derived partly from Greek and partly from Latin, is in some degree open to criticism; but in matters of science, a slight deviation from strict etymology, for the sake of giving distinctness of idea, is excusable; and I could not derive the name entirely from Greek without approaching too near to the names of known instruments employed for other purposes."

[3] Buchholz, Andrea C; Schoeller, Dale A. (2004). "Is a Calorie a Calorie?". American Journal of Clinical Nutrition. 79 (5): 899S–906S. doi:10.1093/ajcn/79.5.899S. PMID 15113737. Retrieved 2007-03-12.

[4] ttp://www.physicsclassroom.com/class/thermalP/Lesson-2/Calorimeters-and-Calorimetry

[5] Polik, W. (1997). Bomb Calorimetery. Retrieved from http://www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-2000/bombcalorimetry.htm Archived 2015-10-06 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.

[6] Bozzelli, J. (2010). Heat of Combustion via Calorimetry: Detailed Procedures. Chem 339-Physical Chemistry Lab for Chemical Engineers –Lab Manual.

[:1-7] Schröder, Elisabeth (2015). "Design and Test of a New Flow Calorimeter for Online Detection of Geothermal Water Heat Capacity". Geothermics. 53: 12–202. Bibcode:2015Geoth..53..202S. doi:10.1016/j.geothermics.2014.06.001.

[೧]

[೨]

[೩]

[೪]

[೫]

[೬]

[೭]