Методи термометрії і калориметрії

П л а н :

1.Термометрія.

2.Термометри та вимір температури.

3.Калориметрія.

4.Методи калориметрії.

5.Калориметр Спіннлера.

6.Переваги та недоліки калориметрів.

Термометрія (грец. therme теплота, жар + metreo міряти, вимірювати) - сукупність метопів і способів виміру температури, у тому числі в медицині вимір температури тіла людини.

Вимір температури - це порівняння ступеня нагрітості досліджуваного об'єкта зі стандартною шкалою температур. Стосовно до середніх значень - найбільше поширення одержала шкала температур Цельсій обумовлена двома реперними крапками - температурою кипіння і температурою замерзання води (танення льоду) при нормальному атмосферному тиску яким відповідають відповідно сто і нуль одиниць, називаних градусами Цельсія (°С). По розмірі градус Цельсій дорівнює одному градусу Кельвіна (ºК), що є основною одиницею виміру температури. Шкала Цельсія прийнята в гнітючому числі країн, однак у США і Великобританії продовжують користатися шкалою Фаренгейта з одиницею виміру градус Фаренгейта (°F); температура по Фаренгейтові (t) і температура по Цельсію (t) зв'язані залежністю t = 32 + l,8t.

Усі методи виміру температури поділяє на контактні, засновані на передачі тепла приладу визначаючому температуру шляхом безпосереднього контакту, і безконтактні, коли передача тепла приладу здійснюється шляхом радіації через проміжне середовище, звичайно через повітря. Контактні методи дозволяють вимірювати температуру при збереженні взаєморозміщення термоприймача й об'єкта в умовах руху останнього, проводити виміру в будь-яких крапках усередині об'єкта, куди можна пронести термоприймач. Безконтактні методи дають можливість вимірювати температуру об'єктів, контакт із який неприпустимий, об'єктів малих розмірів, тепловий контакт із який утруднений чи нездійсненний, досліджувати розподілі температури на поверхні тіла.

Контактним методам властиві погрішності, обумовлені зміною температури об'єкта внаслідок перекручування його температурного полючи внесеним термоприймачем, а також неминучою різницею температур термоприймача й об'єкта в результаті теплообміну термоприймача з навколишнім середовищем. У сталому тепловому режимі, коли температури об'єкта і термоприймача стабілізовані, ці погрішності є статистичними. При несталому тепловому режимі додатково виникає динамічна погрішність виміру, зв'язана з тепловою інерцією термоприймача. Зниження погрішностей забезпечується застосуванням більш раціональних методик виміру температури, конструкцій термоприймачів і т.д..

Безконтактним методам виміру температури властиві погрішності, зв'язані з тим, що фізичні закони, що лежать в основі цих методів, справедливі лише для абсолютно чорного випромінювача, від якого по властивостях випромінювання відрізняються всі реальні фізичні випромінювачі (тіла і середовища), Відповідно до закону Кірхгофа будь-яке фізичне тіло випромінює енергії менше ніж чорне тіло, нагріте до тієї ж температури. Тому безконтактні приладу для виміру температури, відградуйовані по чорному випромінювачі, покажуть меншу температуру, чим дійсна.

Прилади для виміру температури (термометри) включають ланка передачі тепла від досліджуваного об'єкта до первинного перетворювача, первинний чи перетворювач термосприймаюча ланка, ланка перетворення параметра стану первинного перетворювача в безпосередньо відображувану фізичну величину, ланку відображення. Відповідно термометри розрізняються по характері передачі тепла від об'єкта до термосприймаючі ланки (контактні і безконтактні); по виду перетворення теплової енергії в термосприймаючій ланці. При цьому використовуються різні температурно-залежні властивості речовин: теплове розширення твердих тіл (дилатометричні, біметалічні термометри), рідких тіл (ртутні, спиртові й ін.) і газів (манометричні термометри), питомий електричний опір, термоелектричний ефект (термоелектричні термометри). У термометрах використовуються і різні способи відображення результатів (положення меніска чи рідини стрілки щодо нерухомої шкали, цифрова індикація, графічна реєстрація, візуалізація теплового полючи об'єкта на екрані електронно-променевої трубки і т, д.).У медицині в біології термометрія широко використовується для виміру температури тіла, температури середовищ і предметів, з якими контактує людині, а також у клініко-діагностичних, макробіологічних, фізіологічних і біохімічних дослідженнях, кріобіології, кріотерапії, фізіотерапії, бальнеотерапії, космічній і авіаційній медицині й ін. Головне місце при вимірах температури в медичній практиці займає контактна термометрія, основним достоїнством якої є надійність передачі тепла від об'єкта термосприймаючій ланці термометра. Однак принципова можливість нагрівання термоприймача до температури досліджуваного об'єкта часто обмежується різними методичними і конструктивними факторами. При вимірі температури тіла, напр. у місці контакту термощупа з тілом, мають місце локальні і1 зміни кровотоку, потовиділення, що змінюють температуру в місці виміру; температура термощупа встановлюється не відразу, а по і стіканні перехідного процесу.