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KALORIMETRIE
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KALORIMETRIE , See also:der wissenschaftliche Name für das Maß von Quantitäten See also:Hitze (See also:Lat.-calor), vom See also:Thermometry unterschieden werden, der das Maß der Temperatur bedeutet. Ein Kalorimeter ist irgendein Stück Apparat, in dem Hitze gemessen wird. Diese Unterscheidung der Bedeutung ist lediglich eine See also:Angelegenheit der See also:Versammlung, aber es wird sehr See also:steif beobachtet. Quantitäten Hitze können in einer Vielzahl von Weisen in den unterschiedlichen Wärmewirkungen auf materiellen Substanzen ausgedrückt indirekt gemessen werden. Die wichtigsten dieser Effekte See also:sind (a) Aufstieg der Temperatur, (b) Änderung See also:des Zustandes, (See also: Die Methoden des Maßes, gegründet auf Aufstieg der Temperatur, können als thermometrische Methoden klassifiziert werden, da sie von der Beobachtung der Temperaturänderung mit einem Thermometer abhängen. Die vertrautesten von diesen sind die Methode der Mischung und die Methode des Abkühlens. § 2. Die Methode der Mischung besteht im Zuteilen der Quantität der zu einer bekannten Masse des Wassers zu messenden Hitze oder in irgendeiner anderer Standardsubstanz, enthalten in einem Behälter oder in einem Kalorimeter der bekannten Wärmekapazität, und im Beobachten des Aufstieges der Temperatur produziert, von deren See also:Daten die Quantität von Hitze gefunden werden kann, wie in See also:allen grundlegenden Lehrbüchern erklärt worden. Diese Methode ist von den kalorimetrischen Methoden das im Allgemeinen bequeme und das bereitwillig anwendbar, aber sie ist nicht immer, aus verschiedenen Gründen das genaueste. Etwas Hitze ist im Allgemeinen verloren, wenn man den geheizten Körper auf das Kalorimeter bringt; dieser Verlust kann See also:herabgesetzt werden, indem man See also:schnell den Transference durchführt, aber er kann nicht genau errechnet werden oder beseitigt werden. Etwas Hitze ist verloren, wenn das Kalorimeter über die Temperatur seiner Einschließung angehoben wird, und vor der abschließenden Temperatur wird erreicht. Dieses kann ungefähr geschätzt werden, indem man vorher und nachher die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur das Experiment beobachtet, und daß der Verlust der Hitze See also:direkt zur Dauer des Experimentes und zum durchschnittlichen Überfluß der Temperatur annimmt, proportional ist. Es kann herabgesetzt werden, indem man das See also:Mischen so schnelles bildet, wie möglich und indem man ein großes Kalorimeter verwendet, damit der Überfluß der Temperatur immer See also:klein ist. Die letzte Methode wurde im Allgemeinen von See also: Es gibt jedoch den See also:Vorteil, daß die Korrektur viel weniger unsicher durch dieses See also:Verfahren gemacht wird, da die See also:Annahme, daß der Verlust der Hitze zum Temperatur-Überfluß proportional ist, für kleine See also:Unterschiede der Temperatur nur zutreffend ist. See also:Rumford, das vorgeschlagen wurde, um diese Korrektur vorbei beginnend mit der Ausgangstemperatur des Kalorimeters so viel unter der seiner Einschließung wie die abschließende Temperatur zu beseitigen, wurde erwartet, um über der gleichen See also:Begrenzung zu sein. Diese Methode ist sehr im Allgemeinen empfohlen worden, aber es ist wirklich schlecht, weil, obgleich es die absolute Größe der Korrektur vermindert, sie groß die Ungewißheit von ihr und folglich von der wahrscheinlichen Störung des Resultats erhöht. Der Koeffizient der See also:Heizung eines Kalorimeters, wenn er unterhalb der Temperatur seiner Umlagerungen ist, ist selten, wenn überhaupt, derselbe wie der Koeffizient des Abkühlens bei der höheren Temperatur, seit den Konvektionströmen, die die meisten der Heizung oder des Abkühlens tun, selten in den zwei Fällen symmetrisch sind, und außerdem, die Dauer der zwei Stadien ist selten derselbe. In jedem möglichem Fall ist es wünschenswert, den Verlust der Hitze soviel wie möglich zu vermindern, indem man das Äußere des Kalorimeters poliert, um See also:Strahlung zu vermindern und indem es verschiebt, stützt sich er durch nichtleitendes, innerhalb eines polierten Falles, um ihn vor Entwürfen zu schützen. Es ist auch sehr wichtig, die umgebenden Bedingungen so konstant zu halten, wie möglich während des Experimentes. Dieses kann gesichert werden, indem man ein großes Wasserbad verwendet, um den Apparat zu umgeben, aber in den Experimenten der See also:langen Dauer ist es notwendig, einen genauen Temperaturregler zu benutzen. Die Methode von verlangsamen das Kalorimeter mit Rohbaumwolle oder anderen Nichtleitern, die häufig empfohlen wird, vermindert den Verlust der Hitze beträchtlich, aber See also:macht ihn sehr unsicher und variabel und sollte nie in der See also:Arbeit der Präzision verwendet werden. Die schlechten See also:Leiter nehmen so See also:lang, um eine ausgeglichene See also:Lage zu erreichen, daß die See also:Rate des Verlustes der Hitze jederzeit von der letzten See also: Since, welches das Besondere von den meisten Metallen sich erhöhen schnell mit Aufstieg der Temperatur heizt, die Werte, also erreicht sind im Allgemeinen zu hoch. Sie ist See also:am besten, diese Korrektur so klein zu bilden, wie möglich, indem sie ein großes Kalorimeter verwenden, damit die Masse des Wassers im Verhaeltnis zu der des Metalls groß ist. Analoge Schwierigkeiten entstehen in der Anwendung anderer kalorimetrischer Methoden. Die Genauigkeit der Arbeit in jedem Fall hängt hauptsächlich von der Fähigkeit und vom Scharfsinn des experimentalist ab, wenn sie Methoden des Beseitigens der verschiedenen Fehlerquellen plant. Die See also: Kaltes See also:Wasser bei einer bekannten Temperatur wird dem Kalorimeter, sofort nach dem Fallen in die geheizte Substanz, mit solch einer Rate hinsichtlich des Unterhaltes die Temperatur der Kalorimeterkonstante hinzugefügt und so beseitigt die Korrekturen für das Wasseräquivalent des Kalorimeters und des externen Verlustes der Hitze. Das Kalorimeter wird durch eine See also:Luft-Jacke umgeben, die an eine Erdöllehre angeschlossen wird, die jede kleine Temperaturänderung im Kalorimeter anzeigt, und dem Handhaber, das See also:Versorgungsmaterial des kalten Wassers zu justieren, um es auszugleichen ermöglicht. Der Apparat, wie von See also: The genommen, das Methode interessant ist, aber die Handhabungen und die Beobachtungen, die betroffen sind, sind unangenehmer als mit der gewöhnlichen Art des Kalorimeters, und es kann bezweifelt werden, ob irgendein Vorteil in der Genauigkeit See also:gewonnen wird. Die ununterbrochene Flußmethode ist auf den wichtigen Fall Heizwertes des gasförmigen Kraftstoffs besonders anwendbar, in dem eine große Quantität Hitze das continu- ist, das ously mit einem fast Einheitskurs durch Verbrennungfig. 2 erzeugt wird, veranschaulicht eine neue Art Gaskalorimeter geplant von C. See also: In den letzte unveränderlichen Strömen des Falles zwei des Wassers bei den unterschiedlichen Temperaturen, werden Sageno° und -too° durch einen Entzerrer und die resultierende Temperatur, die geführt ohne die Ströme zu mischen gemessen wird, die dann separat festgestellt werden, indem man wiegt. Dieses ist eine sehr gute Methode des Vergleichens des Mittelbesonderen heizt über zwei Strecken der Temperatur wie o-50 und 50-too oder o-20 und 20-ô, aber es ist nicht als die elektrische Methode so verwendbar, die für das Erreichen der tatsächlichen spezifischen Hitze an irgendeinem See also:Punkt der Strecke unten beschrieben ist. § 3. Methode des allgemeinen Beispiels Cooling.A dieser Methode ist die Ermittlung der spezifischen Hitze einer Flüssigkeit, indem sie ein kleines Kalorimeter mit der Flüssigkeit füllt anhebt einstellt, es zu einer bequemen Temperatur, und dann es, um in einer Einschließung bei einer unveränderlichen Temperatur abzukühlen, und die See also:Zeit beobachtet, die zum Fall durch eine gegebene Strecke gedauert wird, wenn die Bedingungen ziemlich unveränderlich geworden sind. Das gleiche Kalorimeter wird danach mit einer bekannten Flüssigkeit, wie Wasser gefüllt, und die Zeit des Abkühlens wird durch die gleiche Strecke der Temperatur, in der gleichen Einschließung, unter den gleichen Bedingungen beobachtet. Das Verhältnis der Zeiten des Abkühlens ist dem Verhältnis der Wärmekapazitäten des Kalorimeters und seines Inhalts in den zwei Fällen gleich. Der Vorteil der Methode ist, daß es keinen Transference oder Mischung gibt; der Defekt ist, daß das vollständige Maß von der Annahme abhängt, daß die Rate des Verlustes der Hitze dieselbe in den zwei Fällen ist und daß jede mögliche Veränderung der Bedingungen oder der Ungewißheit in der Rate des Verlustes, seinen vollen Effekt im Resultat produziert, während im vorhergehenden Fall sie nur eine kleine Korrektur See also:beeinflussen würde. Andere See also:Quellen der Ungewißheit sind, hängt die die Rate des Verlustes der Hitze im Allgemeinen gewissermaßen von der Rate des Falles der Temperatur ab, und das ist es schwierig, genaue Beobachtungen auf einem schnell fallenden Thermometer zu nehmen. Während die Methode normalerweise geübt wird, wird das Kalorimeter sehr klein gebildet, und die Oberfläche wird in hohem Grade poliert, um Strahlung zu vermindern. Es ist besser, ein ziemlich großes Kalorimeter zu benutzen, um die Rate des Abkühlens und der Ungewißheit der Korrektur für das Wasseräquivalent zu vermindern. Die Oberfläche des Kalorimeters und der Einschließung sollte dauerhaft geschwärzt werden, um den Verlust der Hitze durch Strahlung soviel wie möglich, verglichen mit den Verlusten durch Konvektion und Übertragung zu erhöhen, die weniger regelmäßig sind. Für genaue Arbeit ist es, daß die Flüssigkeit im Kalorimeter ununterbrochen gerührt werden sollte, und auch in der Einschließung wesentlich, dessen Kappe C$wassermantel sein muß, und gehalten bei der gleichen unveränderlichen Temperatur wie die Seiten. Wenn alle diese Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, verliert Gummireifenmethode die meisten der Einfachheit, die sein Hauptvorteil ist. Sie kann nicht zum Kasten der Körper oder der See also:Puder zufriedenstellend angewandt sein, und ist viel weniger im Allgemeinen nützlich als die Methode der Mischung. § 4. Methode der See also:Fusion.The-Methoden abhängig von Änderung des Zustandes sind theoretisch das einfachste, da sie notwendigerweise keinen Hinweis auf Thermometry miteinbeziehen, und die Korrekturen für externen Verlust der Hitze und für die Wärmekapazität der enthaltenen Behälter können vollständig beseitigt werden. Sie stellen dennoch eigenartige Schwierigkeiten und Beschränkungen See also:dar, die ihre praktische Anwendung unangenehmer und unsicherer machen, als normalerweise soll. Sie hängen von der experimentellen Tatsache ab, die die Quantität von Hitze angefordert, um eine gegebene Änderung des Zustandes zu produzieren (See also: The Quecksilber entsprechend der Mittelkalorie ist festgestellt worden mit beträchtlicher Obacht durch eine Anzahl von den Beobachtern gut, die in den Gebrauch des Instrumentes erfahren sind. Die folgenden ist einiges ihres results:Bunsen, 15,41 mgm.; Velten, 15,47 mgm.; Zakrevski, 15,57 mgm.; Staub, mgm 15,26. Die Erklärung dieser Diskrepanzen in der grundlegenden Konstante ist überhaupt nicht klar, aber sie können als See also:Abbildung der Schwierigkeiten der Handhabung genommen werden den Gebrauch dieses Instrumentes sorgend, zu dem Hinweis bereits gebildet worden ist. Es ist nicht möglich, einen zufriedenstellenderen Wert von der latenten Hitze und von der Änderung der See also:Dichte abzuleiten, weil diese Konstanten sehr schwierig festzustellen sind. Die folgenden ist einige der Werte, die durch weithin bekannte experimentalists für die latente Hitze von fusion:Regnault, 79,06 bis 79,24 Kalorien abgeleitet werden, behoben von See also:Person bis 79,43; Person, 79,99 Kalorien; See also:Hess, 80,34 Kalorien; Bunsen, Kalorien 8o•025. Regnault, Person und Hess setzten die Methode der Mischung ein, die vermutlich zum Zweck das genaueste ist. Person und Hess vermieden die Störung des Wassers haftend am Eis, indem sie Trockeneis an den verschiedenen Temperaturen unterhalb des o° C. verwendeten, und die spezifische Hitze des Eises sowie die latente Hitze des Schmelzverfahrens feststellten. Diese Diskrepanzen, konnten, kein Zweifel, durch Unterschiede bezüglich der eingesetzten worden Maßeinheiten teils erklärt zu werden, die ein wenig unsicher sind, da die spezifische Hitze des Wassers schnell in der Nähe o° C ändert; aber, alle passende See also:Genehmigung für dieses bildend, bleibt es offensichtlich, daß die Methode von Eis-Kalorimetrie, trotz seiner theoretischen Einfachheit, ernste Schwierigkeiten in seiner praktischen Anwendung darstellt. Eine der Hauptschwierigkeiten im praktischen Gebrauch von dem Kalorimeter Bunsen ist die anhaltende und häufig unregelmäßige See also:Bewegung der Quecksilberspalte wegen der geringfügigen Unterschiede der Temperatur oder des Drucks zwischen dem Eis im Kalorimeter und im Eisbad, in denen es untergetaucht wird. C. V. Boys (Phil. Mag., 1887, Vol. 24, P. 214) zeigte, daß diese Effekte durch das Umgeben des Kalorimeters mit einem äußeren Schlauch sehr groß verringert werden konnten, damit das Eisinnere vom Eis draußen durch einen Luftraum getrennt wurde, welches groß den freien Durchgang der Hitze verringert. Der anwesende Verfasser hat gefunden, daß sehr gute See also:Resultate erreicht werden können, indem man das Kalorimeter in einer Vakuumjacke umgibt (wie in fig. 3) veranschaulicht worden, der praktisch Übertragung und Konvektion beseitigt. Wenn die Vakuumjacke nach innen versilbert wird, wird Strahlung auch verringert, in dem Ausmass, daß, wenn das Vakuum wirklich gut ist, das externe Eisbad von für der Mehrheit einen Zwecken See also:Abstand genommen werden kann. Wenn die innere Birne mit Quecksilber anstelle vom Wasser und vom Eis, die gleichen Anordnungsantworten bewundernswert wie ein Kalorimeter See also:Favre und Silbermann gefüllt wird, für das Messen der kleinen Quantitäten Hitze durch die Expansion Ftc 3 das Quecksilber. Die Frage ist von See also:E. L. See also:Nichols (Phys.-Polwender Vol. 8, See also:Januar 1899) ob es möglicherweise nicht unterschiedliche Änderungen des Eises mit unterschiedlichen Dichten geben kann, und unterschiedliche Werte von der latenten Hitze des Schmelzverfahrens aufgeworfen worden. Er fand für natürliches See also:Teich-Eis eine Dichte 0,9179 und für künstliches Eis 0,9161. J. See also:Vincent (Phil. Trans. A. 198, P. 463) fand auch ein Dichte91õ für künstliches Eis, das vermutlich sehr nahe korrekt ist. Wenn solche Veränderungen der Dichte bestehen, können sie etwas Ungewißheit in den Absolutwerten der Resultate vorstellen, die mit dem Eiskalorimeter erreicht werden, und können einige der Diskrepanzen über aufgezählt erklären. § See also:5. Die Methode der Kondensation war erste erfolgreich angewendet von J. Joly im See also:Aufbau seines Dampfkalorimeters, deren volle Beschreibung in den Lehrbüchern gefunden wird. Der zu prüfende Körper wird in eine spezielle Einstufenwanne gelegt, verschoben durch eine feine See also:Leitung vom See also:Arm einer See also:Abgleichung innerhalb einer Einschließung, die mit Dampf mit atmosphärischem Druck gefüllt werden kann. Die Temperatur der Einschließung wird sorgfältig beobachtet, bevor man Dampf zuläßt. Das Gewicht des Dampfs kondensiert auf dem Körper gibt Mittel der Berechnung der Quantität von Hitze angefordert, um sie von der atmosphärischen Temperatur bis zum oo° C. in der latenten Hitze von Verdampfung des Dampfs ausgedrückt am Rogen C. There aufzuwerfen kann kein beträchtlicher Gewinn oder Maschinenbordbücher der Hitze durch Strahlung sein, wenn die See also:Aufnahme des Dampfs, da die Wände der Einschließung am Rogen C. beibehalten werden, sehr nahe genug schnell ist. Die Wärmekapazität der Einstufenwanne, &c., kann durch ein unterschiedliches Experiment festgestellt werden, oder, verbessern Sie noch, beseitigt durch die differentiale Methode von counterpoising mit einer genau ähnlichen Anordnung auf dem anderen Arm der Abgleichung. Die Methode erfordert das sehr empfindliche Wiegen, da eine Kalorie weniger als zwei Milligrammen Dampf kondensiert entspricht; aber die erfolgreiche Anwendung der Methode zum sehr schwierigen Problem des Messens der spezifischen Hitze eines Gases an der konstanten Ausgabe, zeigt, daß diese und andere Schwierigkeiten sehr geschickt überwunden worden sind. Die Anwendung der Methode scheint, auf die Maße der spezifischen Hitze zwischen der atmosphärischen Temperatur praktisch begrenzt zu werden und Resultate roo°c. The hängen vom Wert ab, der für die latente Hitze des Dampfs angenommen wird, die Joly als 536,7 Kalorien nimmt, nach Regnault. Joly hat selbst der spezifischen Mittelhitze des Wassers zwischen 12° und Rogen C. dadurch festgestellt, in der latenten Hitze des Dampfs ausgedrückt wie über gegeben und das Resultat •9952., daß, die spezifische Mittelhitze des Wassers zwischen 12° und 1o0° wirklich 1.00Ii in der Kalorie ausgedrückt bei 20 C. (findet ist sehen Sie Tabelle, P. 66), der Wert der latenten Hitze des Dampfs am Rogen C. anzunehmen, wie von Joly festgestellt, 5ô•2 in der gleichen Maßeinheit ausgedrückt seien Sie. Die Kalorie, die von Regnault eingesetzt wird, ist gewissermaßen unsicher, aber der Unterschied ist kaum über den wahrscheinlichen Störungen des Experimentes hinaus, da es von den Resultaten der neuen Experimente scheint, daß Regnault einen See also:Fehler vom gleichen See also:Auftrag in seiner Ermittlung der spezifischen Hitze des Wassers an 100° C machte. § 6. Allgemeine Methode der Energie Methods.The drittes von Kalorimetrie, die basiert auf der Umwandlung irgendeiner anderer Art Energie in die Form der Hitze, Reste auf der allgemeinen Grundregel der Energieeinsparung und auf der experimentellen Tatsache, daß alle weiteren Formen von Energie in die Form der Hitze bereitwillig und vollständig umwandelbar sind. Es ist folglich häufig möglich, Quantitäten Hitze indirekt zu messen, indem man die Energie in irgendeiner anderer Form mißt und dann sie in Hitze umwandelt. Zusätzlich zu seinem großen theoretischen See also:Interesse besitzt diese Methode den Vorteil von in der praktischen Anwendung das genaueste häufig sein, da Energie in anderen Formen als in der der Hitze genauer gemessen werden kann. Die zwei wichtigste Vielzahl der Methode ist (a) See also:mechanisch, und (b) See also:elektrisch. Diese Methoden haben ihre höchste Entwicklung in Zusammenhang mit der Ermittlung des mechanischen Äquivalents der Hitze erreicht, aber sie können mit großem Vorteil in Zusammenhang mit anderen Problemen, wie dem Maß der Veränderung der spezifischen Hitze angewendet werden oder von latentem heizen vom See also:Schmelzverfahren oder von der Verdampfung. § 7. Mechanisches Äquivalent der Heat.The-Phrase "mechanisches Äquivalent von der Hitze" ist ein wenig vage, aber ist durch langen See also:Verbrauch sanktioniert worden. Es wird im Allgemeinen eingesetzt, um die Zahl Maßeinheiten der mechanischen Arbeit oder der Energie zu bezeichnen, die, als vollständig umgewandelt in Hitze ohne Verlust, angefordert würden, um eine Hitzemaßeinheit zu produzieren. Der numerische Wert des mechanischen Äquivalents hängt notwendigerweise von den bestimmten Maßeinheiten der Hitze und der Arbeit ab, die im Vergleich eingesetzt werden. Der britische Ingenieur zieht es vor, Resultate in Fußpfunden Arbeit in jeder bequemen See also:Breite pro See also:Lbs-GradFahrenheit Hitze ausgedrückt anzugeben. Der kontinentale Ingenieur bevorzugt kilogrammetres pro Kilogramm-Grad-centi-Grad. Für wissenschaftlichen Gebrauch ist das C.G.S.-See also:System des Ausdruckes in den Ergs pro Gramm-Grad-See also:Celsius oder "Kalorie," das angebrachteste, als seiend unabhängig vom Wert von Schwerkraft. Eine bequemere Maßeinheit der Arbeit oder der Energie in der Praxis wegen des Smallness des See also:Erg, ist das Joule, das io• 7 Ergs gleich ist, oder ein See also:Watt-zweites elektrische Energie. Wegen seiner praktischen Bequemlichkeit und seiner nahen Relation zu den internationalen elektrischen Maßeinheiten, ist das Joule durch die britische See also:Verbindung für Annahme als die absolute Maßeinheit der Hitze empfohlen worden. Andere bequeme praktische Maßeinheiten der gleichen Art würden die Wattstunde, 3600 Joule, die vom gleichen Auftrag der Größe wie die Kilokalorie ist, und die Kilowattstunde sein, die die gewöhnliche kommerzielle Maßeinheit der elektrischen Energie ist. § 8. Frühere Arbeit Joule.The von Joule ist jetzt hauptsächlich vom historischen Interesse, aber seine neueren Maße 1878, die auf einer größeren See also:Skala aufgenommen wurden und Methode G. A. Hirns des Messens der Arbeit annahmen, die in der See also:Drehkraft und der Zahl Umdrehungen ausgedrückt verbraucht wurde, besitzen noch Wert als experimenteller See also:Beweis. In diesen wurden experiments(seefig. 4) die See also:Paddel eigenhändig mit solch einer See also:Geschwindigkeit hinsichtlich des Erzeugnisses eine konstante Drehkraft auf dem Kalorimeter h rotiert, das auf eine See also:Hin- und Herbewegung W in einem Behälter von Wasser V gestützt wurde, aber wurden im Ruhezustand durch die Paare wegen eines Paares Gleichgestelltgewichte gehalten See also: Schuster 1895 behoben, das den Effekt des Verringerns der oben genannten Abbildung bis 4,173 hatte. § 9. See also:Rowland.About die gleiche Zeit H. A. Rowland (Prot. Amer. Acad. xv P. 75, 188o) wiederholt dem Experiment, die gleiche Methode einsetzend, aber verwenden ein größeres Kalorimeter (ungefähr 8400 Gramm) und einen Erdölmotor, um eine grössere Rate der Heizung (ungefähr 84 Kalorien pro Sekunde) zu erreichen, und den Wert der unsicheren Korrektur für externen Verlust der Hitze zu verringern. Apparat See also:Rowlands wird in fig. 5 gezeigt. Das Kalorimeter wurde durch eine Stahlleitung verschoben, dessen Torsion den Gleichgewichtstall bildete. Die Drehkraft wurde durch Gewichte 0 und P, das durch die silk Bänder verschoben wurde, die über die Riemenscheiben n überschreiten gemessen und die See also:Scheibe Kiloliter rundet. Die Energie wurde den Paddeln durch Kegelräder f, g übermittelt und drehte eine Spindel, die durch einen Anfüllenkasten in der See also:Unterseite des Kalorimeters überschreitet. Die Zahl von Umdrehungen und von Aufstieg der Temperatur wurden auf einer Chronographtrommel notiert. Er lenkte grössere See also:Aufmerksamkeit auf die wichtige Frage von Thermometry und verlängerte seins erforscht über einer viel breiteren Strecke der Temperatur, deckte nämlich 5° zu den Experimenten 35° C. His zum ersten Mal eine Verminderung in der spezifischen Hitze des Wassers mit dem Aufstieg der Temperatur zwischen 0° und ó° C. auf, betragend vier Teile in 10,000 pro 1 Thermometer °c. His wurden mit einem Quecksilberthermometer verglichen, der in See also:Paris standardisiert wurde, und mit See also:Platin standardisierte ein Thermometer durch Griffiths. Das Resultat sollte den Koeffizienten der Verminderung der spezifischen Hitze an 15° C. durch fast eine Hälfte verringern, aber der Absolutwert an 20° C. ist praktisch unverändert. Behob so seine Werte sind, wie folgt: Temperatur. Joule 10° 15° 20° 25° 30° 35° pro cal 4,197 4,188 4,181 4,176 4,175 4,177 diese werden in der Wasserstoffskala ausgedrückt ausgedrückt, aber der Unterschied von der Stickstoffskala ist hinsichtlich ist innerhalb der Begrenzungen auf experimentelle Störung in diesem bestimmten Fall so klein. Rowland selbst betrachtete seine Resultate, zu einem Teil in 500 vermutlich korrekt zu sein und nahm daß die größte Ungewißheitslage im Vergleich der Skala seines Quecksilberthermometers mit dem Luftthermometer an. Die folgende Korrektur, zwar ausschließlich durchgeführt nicht unter den Bedingungen des Experimentes, daß der Auftrag der Genauigkeit seiner Arbeit über die Mitte der Strecke von 15° zu 25° mindestens, r war gezeigt flehen innen und vermutlich 1 2000 an. An 30° betrachtete er, daß, infolge von der zunehmenden Größe und der Ungewißheit der Strahlungskorrektur, es "eine kleine Störung in der Richtung des Bildens des Äquivalents geben konnte zu groß und daß die spezifische Hitze auf gleichmäßiges, ô° C sich zu verringern fortfahren konnte.", Die Resultate, die mit Bezug auf die Veränderung der spezifischen Hitze des Wassers betrachtet werden, werden im Kurve gekennzeichneten Rowland in Fig. 6 gezeigt. § zu. See also:Osborne See also:Reynolds und W.H.Moorby (Phil. Trans., 1897, P.381) stellte das mechanische Äquivalent der thermischen Mittelmaßeinheit zwischen o° und too° C., auf einer sehr großen Skala, mit einer hydraulischen See also:Bremse See also:Froude-Reynolds und einer Dampf-See also:Maschine von auch Pferdestärke fest. Diese Bremse ist praktisch ein Joulekalorimeter, ingeniously entworfen, um das Wasser in solch einer Weise hinsichtlich durchzuschütteln entwickeln den größten möglichen Widerstand. Die Aufnahme des Wassers am o° C. zur Bremse wurde eigenhändig in solch einer Weise hinsichtlich des Unterhaltes der Ausfluß fast am Kochenpunkt, die Quantität des Wassers in der Bremse gesteuert, die angefordert wurde, um eine konstante Drehkraft zu produzieren, die automatisch reguliert wurde, während die Geschwindigkeit sich veränderte, durch ein See also:Ventil, das durch das Anheben des belasteten Hebels bearbeitet wurde, der zur Bremse angebracht wurde. a. o°''-See also:RAM zum 4900 Pil \ zum ® ]00. 4,1580 Die angeschlossene Abbildung (fig. 7) stellt dar, daß die Bremse mit Rohbaumwolle und dem See also:Hebel 4-ft. verlangsamte, zu dem die Gewichte verschoben werden. Die Energie der Bremse kann durch Vergleich mit der Größe der Seilriemenscheibe geschätzt werden, die See also:hinter sie auf der gleichen See also:Welle gesehen wird. Mit 300 Pfund auf einem Hebel 4-ft. bei 300 Umdrehungen pro Minute, war die Rate des See also:Erzeugung der Hitze ungefähr 12 Kilo-Kalorien pro Sekunde. Trotz der großen Strecke der Temperatur, See also:betrug die Korrektur für externen Verlust der Hitze bis nur 5%, wenn die Bremse freilegt ist und wurde auf weniger als 2 % durch Verzögerung verringert. Dieses ist der spezielle Vorteil des Bearbeitens auf so großem einer Skala mit so schnellem ein Erzeugung der Hitze. Aber, aus dem gleichen See also:Grund, stellt die Methode notwendigerweise eigenartige Schwierigkeiten dar, die nicht ohne die große See also:Schmerz und Scharfsinn überwunden wurden. Die Hauptmühen entstanden aus Feuchtigkeit in der Verzögerung, die die Ablehnung einiger Versuche erforderte, und aus aufgelöster Luft im Wasser und verursachten Verlust der Hitze durch die Anordnung des Dampfs. Nahe bei dem Strahlungsverlust war die unsicherste Korrektur die für Übertragung der Hitze entlang der Welle 4-in.. Diese Verluste wurden soweit wie möglich durch das Kombinieren der Versuche in den Paaren, mit unterschiedlichen Lasten auf der Bremse beseitigt und annahmen, daß der Hitze-Verlust derselbe in den schweren und hellen Versuchen sein würde, vorausgesetzt daß die externe Temperatur und die Steigung in der Welle, wie von der Temperatur der See also:Lager geschätzt, dieselben waren. Die Werte, die in dieser Weise für das Äquivalent abgeleitet wurden, stimmten so nah zu, wie erwartet werden könnte, die Unmöglichkeit des Regulierens des externen Zustandes der Temperatur und der Feuchtigkeit mit jeder möglicher See also:Sicherheit in einem Maschinenraum betrachtend. Die extreme Veränderung von Resultaten in irgendeiner einer See also:Reihe war nur von 776,63 bis 979,46 ft.-pounds oder weniger als 1%. Diese Veränderung kann am Zustand der Verzögerung gelegen haben, die Moorby, das trotz der großen Verkleinerung des Hitze-Verlustes mißtraut wird, oder es an der Schwierigkeit des Regulierens der Geschwindigkeit der Maschine teils gelegen haben kann und die See also:Wasserversorgung zur Bremse in solch einer Weise hinsichtlich eine konstante Temperatur im Ausfluß beibehalten, und vermeidet Schwankungen der Hitzekapazität der Bremse. Da Handregelung notwendigerweise unterbrochen ist-, veränderten sich die Geschwindigkeit und die Temperatur ständig, damit es unbrauchbar war, Messwerte nahe zu nehmen als das zehnte eines Grads. Die größte Veränderung notiert in den zwei Versuchen, von denen gesamte Details gegeben werden, 4-9° F. in zwei Minuten in der Ausflußtemperatur und in vier oder fünf Umdrehungen pro Minute auf der Geschwindigkeit waren. Diese Veränderungen, soweit sie von einer lediglich versehentlichen Natur waren, würden ungefähr auf dem Mittel vieler Versuche, damit die Genauigkeit des abschließenden Resultats von einem höheren Auftrag als sein würde, konnten aus einem Vergleich der unterschiedlichen Paare Versuche geschlossen werden beseitigt. Die großen Schmerz wurden genommen, um alle Quellen der konstanten Störung zu besprechen und zu beseitigen, die vorausgesehen werden konnten. Die Resultate der hellen Versuche mit 400 f t.-pounds auf der Bremse unterscheiden sich etwas von denen mit boo ft.-pounds. Dieses konnte bloß versehentlich sein, oder es konnte irgendeinen konstanten Unterschied bezüglich der Bedingungen anzeigen, die weitere See also:Untersuchung erfordern. Es würde wünschenswert gewesen sein, wenn möglich, den Effekt einer größeren Variationsbreite in experimentellen Zuständen der Last versucht zu haben und Geschwindigkeit, angesichts ermitteln das Bestehen der konstanten Störungen; aber infolge von den Beschränkungen erlegte durch den Gebrauch einer Dampf-Maschine und die Schwierigkeit des Sicherns der unveränderlichen Zustände des Laufens auf, dieses gewesen unmöglich. Es kann keinen Zweifel geben jedoch daß das abschließende Resultat die genaueste direkte Ermittlung des Wertes der Mittelkalorie zwischen o° und auch C. in den mechanischen Maßeinheiten ist. Ausgedrückt in den Joule pro Kalorie ist das Resultat 4,1832, das sehr nah mit dem Wert übereinstimmt, der von Rowland gefunden wird, während das Mittel über der Strecke 15° zu Wert 4,183 20° C. The unabhängig in einer bemerkenswerten Weise durch die Resultate der elektrischen unten beschriebenen Methode bestätigt wird, die 4,185 Joule für die Mittelkalorie, wenn Wert Rowlands als der Ausgangspunkt angenommen wird, trockenes genommen, um Joule 4.18o an ò° C zu sein geben. § 11. Elektrischer Methods.The-Wert der internationalen elektrischen Maßeinheiten ist bis zum dieser Zeit so genau im absoluten Maß festgestellt worden, daß sie ein sehr gutes sich leisten, obwohl indirekt, Methode der Bestimmung des mechanischen Äquivalents der Hitze. Aber, durchaus abgesehen von diesem, besitzen elektrische Methoden den größten Wert für Kalorimetrie, wegen des Service und der Genauigkeit des Regulierens und des Messens der Quantität von Hitze geliefert durch einen elektrischen Strom. Das Reibungserzeugung der Hitze in einer metallischen Leitung, die einen Strom übermittelt, kann in den verschiedenen Weisen gemessen werden, die etwas unterschiedlichen Methoden entsprechen. Durch das See also:Gesetz Ohms, das durch die See also:Definition des Unterschiedes des elektrischen Drucks oder des Potentials See also:mittler ist, erhalten wir die folgenden alternativen Ausdrücke für die Quantität von Hitze H in den Joule, die ein in den Sekunden der Zeit T durch einen Strom der c-See also:Ampere erzeugt werden, die in eine Leitung der See also:Ohm des Widerstandes R, der Unterschied des Potentials zwischen den Enden der Leitung fließen, die E = CR-Volt ist: H=RCP = C2RT = E2T/R. (t.) Die Methode, die dem Ausdruck C2RT entspricht, wurde bei Joule und bei die meisten frühen experimentalists angenommen. Die Defekte der früheren Arbeit von einem elektrischen Gesichtspunkt legen hauptsächlich in die Schwierigkeit des Messens des Stromes mit genügender Genauigkeit infolge von der unvollständigen Entwicklung der See also:Wissenschaft des elektrischen Maßes. Diese Schwierigkeiten sind durch die großen Fortschritte seit 188o und insbesondere durch die See also:Einleitung der genauen Standardzellen für Maße des elektrischen Drucks entfernt worden. § 12. Die Griffiths.The-Methode, die von E. H. Griffiths angenommen wurde (Phil. Trans., 1893, P. 361), dessen Arbeit viel See also:Licht auf der Störung der vorhergehenden Beobachter, gleichbleibende Resultate zu sichern warf, entsprach dem letzten Ausdruck E2T/R und bestand, wenn sie den Strom durch einen speziellen Regelwiderstand regulierte, um den möglichen Unterschied E auf den Anschlüssn des Widerstandes R zu halten, der gegen eine gegebene Anzahl von Standardclarkzellen von Handelskammer See also:Muster ausgeglichen wird. Der Widerstand R konnte von einem Wissen der Temperatur des Kalorimeters und des Koeffizienten der Leitung abgeleitet werden. Aber, zwecks vertrauenswürdige Resultate zu erreichen dadurch fand er es notwendig, das sehr schnelle Rühren einzusetzen (2000 Umdrehungen pro Minute), und die Leitung von der Flüssigkeit sehr sorgfältig zu isolieren, um Durchsickern des Stromes zu verhindern. Er ließ auch ein spezielles Experiment See also:finden, wieviel die Temperatur der Leitung die der Flüssigkeit unter den Bedingungen des Experimentes überstieg. Diese Korrektur war von den vorhergehenden Beobachtern vernachlässigt worden, die ähnliche Methoden einsetzen. Der Widerstand R betrug ungefähr 9 Ohm, und der mögliche Unterschied E wurde von drei bis sechs Clarkzellen verändert und gab eine Rate von, Hitze-liefern ungefähr 2 bis 6 Watt. Das Wasseräquivalent des Kalorimeters betrug ungefähr 85 Gramm und wurde festgestellt, indem es die Quantität des Wassers von 140 bis 260 oder 280 Gramm veränderte, damit die abschließenden Resultate von einem Unterschied bezüglich des Gewichts des Wassers von 1ò zu 140 Gramm abhingen. Die Strecke der Temperatur in jedem Experiment war 14° zu 26° C. The, das Rate des Aufstieges mit einem Quecksilberthermometer beobachtet wurde, der durch Vergleich mit einem Platinthermometer unter den Bedingungen des Experimentes standardisiert wurde. Die Zeit des Vergehens jeder See also:Abteilung wurde auf einem elektrischen See also:Chronograph notiert. Die Dauer eines Experimentes schwankte von ungefähr 30 bis 70 Minuten. Spezielle Beobachtungen wurden gebildet, um die Korrekturen für die Hitze festzustellen, die indem man geliefert wurde, sich rührte, und die verlor durch Strahlung, von der jede ungefähr % von Hitze-liefern betrug. Das Kalorimeter C, fig. 8, wurde See also:vergoldet, und vollständig umgeben durch eine See also:Nickel-überzogene Stahleinschließung B, die Birne eines QuecksilberThermoreglers bildend, tauchte in einem großen Wasserbad unter, das bei einer konstanten Temperatur beibehalten wurde. Trotz der großen Korrekturen waren die Resultate extrem gleichbleibend, und der Wert des Temperatur-Koeffizienten der Verminderung von der spezifischen Hitze des Wassers, abgeleitet von der beobachteten Veränderung der Rate des Aufstieges an den unterschiedlichen Punkten der Strecke 15° zu 25°, stimmte mit dem Wert überein, der nachher vom Experimentover Rowlands die gleiche Strecke abgeleitet wurde, als seine Thermometer auf der gleichen Skala verringert wurden. Griffiths' abschließendes Resultat für den Durchschnittswert der Kalorie über dieser Strecke betrug 4,192 Joule und nahm das E.M.F. von der Clarkzelle an 15° C. zum Sein 1,,4342 Volt. Der Unterschied von Wert Rowlands, 4,181, konnte erklärt werden das E.M.F vorbei, annehmend. von den Clarkzellen in der Wirklichkeit haben, die 1,4323 Volt gewesen wird, oder von ungefähr 2 Millivolt kleiner als der Wert angenommen. Griffiths wendete nachher die gleiche Methode am Maß der spezifischen Hitze des Anilins und die latente Hitze von Verdampfung des Benzols und des Wassers an. § 13. Methode Schuster und Gannon.The eingesetzt von A. Schuster und W. Gannon für die Ermittlung der spezifischen Hitze des Wassers in den internationalen elektrischen Maßeinheiten (Phil. Trans ausgedrückt. A, 1895, P. 415) entsprach dem Ausdruck ECT und unterschied sich ausführlich viele wesentliche von dem von Griffiths. Der Strom durch einen platinoidwiderstand von ungefähr 31 Ohm in einem Kalorimeter, das 1500 Gramm Wasser enthält, wurde reguliert, damit der mögliche Unterschied auf seinen Anschlüssn dem von Zwanzig Handelskammer Clarkzellen in den Reihen gleich war. Die Dauer eines Experimentes war ungefähr 10 Minuten und das Produkt vom Mittelgegenwärtigen und von der Zeit, wurde nämlich CT, durch das Gewicht des Silbers niedergelegt in einem Voltameter gemessen, den V. zu ungefähr 0,56 Gramm ámounted. Die Ungewißheit wegen der Korrektur für das Wasseräquivalent wurde herabgesetzt, indem man es klein (ungefähr 27 Gramm) im Vergleich mit dem Wassergewicht bildete. Die Korrektur für externen Verlust wurde durch das Einsetzen eines kleinen Aufstieges der Temperatur (nur 2.22°) verringert, und die Rate von bildend, Hitze-liefern Sie verhältnismäßig schnelles, fast 24 Watt. Die platinoidspule wurde vom Wasser durch Schellacklack isoliert. Die Leitung hatte eine Länge von 7õ ems., und die mögliche Differenz auf seinen Anschlüssn betrug fast 30 Volt. Die Rate des Rührens angenommen war so langsam, daß die Hitze, die durch sie erzeugt wurde, vernachlässigt werden könnte. Das Resultat, das gefunden wurde, betrug 4,191 Joule pro Kalorie an 19° C. This übereinstimmt sehr gut mit Griffiths die Schwierigkeit des Messens eines Aufstieges der Temperatur so klein betrachtend an 2° mit einem Quecksilberthermometer. Zulassen daß das elektrochemische Äquivalent der Silberzunahmen mit dem See also:Alter der Lösung, der Tatsache nachher entdeckt und daß das E.M.F. von See also:Clark ist die See also:Zelle vermutlich kleiner, als 1,4340 Volt (der Wert angenommen durch Schuster und Gannon), dort keine Schwierigkeit ist, wenn sie das Resultat mit der von Rowland versöhnen. § 14. H. L. Callendar und H. T. See also:Barnes (Brit. Assoc. Reports, 1897 und 1899) nahmen eine völlig andere Methode von Kalorimetrie an; sowie eine andere Methode des elektrischen Maßes. Ein unveränderlicher Strom der Flüssigkeit, q-Gramm pro Sekunde, der spezifischen Hitze, Joule Js pro den Grad, einen feinen Schlauch durchfließend, A B, fig. 9, wird durch einen unveränderlichen elektrischen Strom während seines Durchganges durch den Schlauch geheizt, und der Unterschied der Temperatur tun zwischen inflowing und der outflowing Flüssigkeit wird durch einen einzelnen See also:Messwert mit einem empfindlichen Paar differentialen Platinthermometern an A und am Unterschied B. The von Potential E zwischen den Enden des Schlauches gemessen, und der elektrische Strom C durch ihn, werden auf einem genau kalibrierten See also:Potentiometer, in einer Clarkzelle und einem Standardwiderstand ausgedrückt gemessen. Wenn MO der Strahlungsverlust in den Watt ist, die wir die Gleichung haben, EC=JsQde+hdo. . . (2). Der Vorteil dieser Methode ist, daß alle Bedingungen unveränderlich sind, damit die Beobachtungen zur Begrenzung auf Genauigkeit und sensitiveness des Apparates gedrückt werden können. Das Wasseräquivalent des Kalorimeters ist immateriell, da es keine beträchtliche Temperaturänderung gibt. Der Hitze-Verlust kann auf ein Minimum durch das Umgeben des Fließenschlauches in einer hermetisch Siegelglasvakuumjacke beschränkt werden. Das Rühren wird durch das Veranlassen des Wassers, ringsum die See also:Birnen der Thermometer und des Heizungsleiters spiralförmig zu verteilen erfolgt, wie in der Abbildung angezeigt. Die Bedingungen können durch eine breite Strecke sehr leicht verändert werden. Das Hitze-Verlusthdo wird festgestellt und beseitigt, durch den Fluß der Flüssigkeit und des elektrischen Stromes, in solch eine Weise hinsichtlich sicheren gleichzeitig verändern ungefähr der gleiche Aufstieg der Temperatur für zwei oder mehr weit unterschiedliche Werte des Flusses der Flüssigkeit. Ein Beispiel, das vom Elektriker, See also:September 1897, von einem der frühesten Experimente dadurch auf der spezifischen Hitze des Quecksilbers genommen wird, bildet die Methode freier. Der Fließenschlauch war über das See also:lange und i-See also:minim r-Meßinstrument. im See also:Durchmesser umwickelt in einen kurzen See also:Spiral innerhalb der Vakuumjacke. Zusätzliche Informationen und AnmerkungenEs gibt keine Anmerkungen dennoch für diesen Artikel.
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