3.3. Подготовка калориметра к работе

Перед началом работы лампу газификации заправляют жидким топливом (керосином). Для этого необходимо отвернуть пробку штуцера 27, влить в баллон 24 около 200 см³ предварительно отфильтрованного топлива и плотно завернуть пробку. Затем лампу подвешивают к левому плечу коромысла прецизионных весов 29 и уравновешивают ее противовесами и мелкими гирями до тех пор, пока стрелка весов не установится на нуле. Прецизионные весы должны стоять справа от калориметра и на таком расстоянии от него, чтобы горелка 25 лампы находилась в центре камеры горения калориметра. Контроль положения горелки производят при помощи зеркала 34.

В ходе опытов должен быть обеспечен постоянный расход воды через калориметр. Для этого необходимо, чтобы вода через край переливной чашки напорного сосуда 2 переливалась по всему краю чашки.

Для зажигания и регулирования пламени лампу газификации снимают с прецизионных весов, заливают в чашку горелки спирт и поджигают его. При горении спирта нагреваются трубки горелки. К концу горения насосом накачивают воздух в баллон 24 лампы. Под напором воздуха керосин будет подниматься к горелке и, проходя через горячие трубки, испаряться. На выходе из сопла пары керосина воспламеняются от пламени спирта. Давление воздуха определяют по манометру 26. В баллоне необходимо создать такое давление воздуха, чтобы пламя было равномерным, а часовой тепловой эффект составил бы 4000 кДж тепла, для чего требуется сжечь в час около 0,1 кг керосина или бензина. После того, как пламя отрегулировано, лампу подвешивают к коромыслу весов, а горелку вводят в камеру горения калориметра. С помощью зеркала 34 проверяют правильность установки горелки. Горелка должна быть в центре горения, нельзя допускать удара пламени в стенку, что вызвало бы неполное сгорание топлива. В момент окончательной установки лампы вода из сосуда 9 должна вытекать полной струей.

Затем выполняется окончательная наладка калориметра. После установки лампы создают перевес на весах в сторону лампы с топливом на 15–20 г с тем, чтобы за время горения этого количества топлива окончательно наладить калориметр. Прежде всего, надо отрегулировать скорость движения воды через калориметр так, чтобы разность температур теплой и холодной воды была равна 10–12 °С. Регулировку производят регулировочным краном 5, одновременно наблюдая за показаниями термометров 15 и 16. Для получения наиболее точных результатов температура холодной воды должна быть на 4°С ниже температуры помещения, а относительная влажность воздуха соответствовать 60%.

С появлением капелек конденсата из штуцера 22 начинается основной опыт. Признаком установившегося режима работы калориметра является постоян­ство температур холодной и теплой воды.

Перед началом основного опыта необходимо определить расход воды через калориметр. Для этого нужно измерить время, за которое вода, прошедшая через калориметр, заполнит измерительную емкость, после чего с помощью весов определить массу воды.

3.4. Основной опыт

Основной опыт начинается, когда стрелка прецизионных весов указывает на нуль. В этот момент включают секундомер и подставляют под штуцер 22 измерительную мензурку. Одновременно на чашку 28 необходимо положить гирю массой 10 г, в результате чего левое коромысло весов и лампа снижаются. Когда стрелка весов вновь укажет на нуль, секундомер следует выключить.

Измерения температуры должны производиться с точностью 0,1 °С, количества охлаждающей воды 0,0001 м³, количества конденсата 1 мг. Период дискретизации – 1 мин.

Опыты производят дважды. Результаты измерений и расчетов записывают в протокол, форма которого приведена в табл. 2. После окончания экспериментов колпачок ниппеля снимают со штуцера 27, при этом пламя горелки должно потухнуть.