المسعر الحراري

قلم معاد
01/11/2023

لنستخدم المسعر الحراري يجب أن نعلم كيف يعمل، ومتى يتم استخدامه، وهذا ما سنوضحه فيما يلي:

 يقوم المسعر الحراري على قانون حفظ الطاقة في نظام مغلق ومعزول بحيث لا تدخل حرارة من خارج النظام ولا تخرج منه حرارة إلى الوسط المحيط.

 تستخدم أنواع أخرى من المسعرات لقياس درجة الحرارة الناتجة عن تفاعل كيميائي ، وكذلك لقياس محتوى الطاقة في الأطعمة (السعرات الحرارية).

 يمكن إجراء التبادل الحراري باستخدام سائل (في المسعر السائل) أو باستخدام معدن (في المسعر المعدني).

ويوجد أيضًا نوع آخر خاص بالسوائل ويسمى مسعر سائل معدل ، وهو المسعر الذي يعمل بمجموعة متنوعة من السوائل داخل وعاء من النحاس ويملأ الفراغ بينهما بالماء ويعمل على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة داخل المسعر.

يحافظ المسعر الحراري المعدل في هذا النوع من المسعر على اختلاف درجة الحرارة بين سائل المسعر والسائل في الوعاء الخارجي عن طريق التسخين أو التبريد بالمعدل الحالي. يجب أن يستمر التسخين أو التبريد بنفس السرعة للحفاظ على ثبات فرق درجة الحرارة. ومن السهل القيام بذلك عندما يكون إنتاج الحرارة في المسعر بطيئًا (بين 20-60 دقيقة).


المسعر الحراري الثابت في هذه المسعرات ، يحدد مقدار الحرارة الناتجة من بعض المواد التي يحدث فيها انتقال الطور. درجة الحرارة أثناء هذا الانتقال تبقى ثابتة. تسمى هذه المسعرات أيضًا مسعرات تحول الطور. يتم استخدامها عندما يكون انتقال الطور بطيئًا ، وقد يستغرق ذلك عدة ساعات.

لتحضير عملية القياس ، يتم ملء الفراغ بين الحاويات بالماء المقطر ، وتملأ الحاوية الخارجية بمزيج من الثلج ، بحيث تتكون طبقة من الجليد على جدران الحاوية الداخلية، ثم يميز خليط الثلج والماء الذي لا يتجمد ويصبح المسعر عند نقطة انصهار الجليد، ثم توضع العينة المراد قياس درجة حرارتها في الحاوية الداخلية ويغلق غطاء المسعر.


مسعر التكثيف يسمى هذا المسعر أيضًا "مسعر البخار" ويستخدم لتحديد درجة حرارة معينة لمادة ما بين 20-100 درجة مئوية ويستخدم البخار للتكثيف.


يتم توصيل الجسم المراد قياسه بمقياس حساس بسلك رفيع وداخل جهاز قياس السعرات الحرارية. ثم يُسمح لبخار الماء بالمرور من خلاله ، بحيث يتكثف ذلك الجزء من بخار الماء البارد عليه ، حتى تصل درجة حرارة الجسم إلى درجة حرارة البخار. يكتسب الجسم من البخار مقدارًا من الحرارة ΔQ = r m.


حيث: (ΔQ = كمية الحرارة ؛ r = حرارة التكثيف تساوي درجة حرارة الماء المغلي ؛ m = كتلة البخار المتكثف على الجسم).

بمعرفة كمية الماء المنتجة بالجرام وحرارة التكثيف أو الانصهار ، يمكن حساب كمية الحرارة التي تنتجها العينة ، وفقًا لهذه المعادلة.


حتى لا تتساقط المياه المكثفة من الجسم ، يمكن جمعها في بوتقة رقيقة من البلاتين تحتها. بهذه الطريقة ، يمكن تحديد الحرارة النوعية لمادة ما بدقة عالية