淺談準(zhǔn)確標(biāo)定儀器熱容量.doc

趙彩穎 （唐山開灤林西礦業(yè)有限公司）摘要：針對日常熱容量標(biāo)定中易出現(xiàn)的問題，提出熱容量標(biāo)定中應(yīng)注意的一些細(xì)節(jié)和操作方法，以使標(biāo)定的熱容量結(jié)果更準(zhǔn)確。關(guān)鍵詞：熱容量 標(biāo)定 準(zhǔn)確 0 引言 煤的發(fā)熱量是評價動力煤品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是動力用煤計價的主要依據(jù)，其測定結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響著企業(yè)效益和企業(yè)信譽(yù)。熱容量是發(fā)熱量結(jié)果計算重要的參數(shù)，熱容量標(biāo)定的準(zhǔn)確與否直接影響著發(fā)熱量的測定結(jié)果。這就要求標(biāo)定儀器熱容量時的操作過程要精準(zhǔn)，每一步都不能馬虎。本人在十幾年的化驗技術(shù)工作中總結(jié)出確保標(biāo)定的自動量熱儀熱容量結(jié)果準(zhǔn)確的注意事項和操作方法，與同行探討。 1 熱容量標(biāo)定要及時 熱容量即是該儀器的量熱系統(tǒng)溫度每升高1需要吸收的熱量。 熱容量標(biāo)定的有效期為3個月，超過此期限應(yīng)重新標(biāo)定；但有如下情況發(fā)生時，應(yīng)對儀器的熱容量立即重新標(biāo)定。 1.1 更換氧彈的較大部件，如氧彈蓋，連接環(huán)等部件的更換； 1.2 熱量計經(jīng)過大的搬動； 1.3 儀器經(jīng)過大修，完全換水后； 1.4 熱容量標(biāo)定與發(fā)熱量測定時，室溫相差5以上時； 1.5 用標(biāo)準(zhǔn)煤樣或苯甲酸檢查儀器的準(zhǔn)確度，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差超過不確定度范圍，或苯甲酸的測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差超過50 J/g，且找不到其它原因時。 2 標(biāo)定前做好充分準(zhǔn)備 2.1 檢查儀器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正常，無故障，與電腦等的連線是否完好。連接不好，會導(dǎo)致點(diǎn)火失敗或時點(diǎn)時不點(diǎn)，影響測定進(jìn)程； 2.2 檢查攪拌器有無故障，攪拌速度是否均勻。有時熱量計的攪拌器接線部分接觸不良，有虛接現(xiàn)象，就會導(dǎo)致攪拌速度時快時慢、時停時轉(zhuǎn)。有時攪拌漿上得不合適.被卡住而不能自由動作，導(dǎo)致內(nèi)筒水局部獲得的熱不能及時均勻散出，從而使測得的內(nèi)筒溫度變化為虛假溫度變化，導(dǎo)致熱容量標(biāo)定結(jié)果錯誤； 2.3 調(diào)節(jié)室溫在1535范圍內(nèi)，并保持相對穩(wěn)定，每次測定室溫變化不應(yīng)超過1； 2.4 如需更換大桶水，先將內(nèi)桶清理干凈，然后按操作程序更換。換后保證自然放置不少于24h，使其水溫與室溫達(dá)到平衡狀態(tài)。如不更換大桶水，則需在試驗前向內(nèi)桶添加少量水，使溢水口有少量水流出為宜，確保大桶水量充足； 2.5 清理氧彈，將擋火板、氧彈蓋等處的水垢等清理干凈，并用蒸餾水沖洗、晾干； 2.6 選用質(zhì)量大小相差不大的坩堝，事先灼燒并在干燥器中冷卻至室溫，待用； 2.7 選擇苯甲酸，應(yīng)選用經(jīng)計量部門檢定合格的基準(zhǔn)量熱物，并保證苯甲酸干燥且表面無污染。 3 標(biāo)定時正確的操作 3.1 保證有足夠的充氧時間，不得少于15s。當(dāng)鋼瓶中壓力降到5.0 MPa以下時，充氧時間應(yīng)酌量延長，壓力降到4.0MPa以下時，應(yīng)更換氧氣； 3.2 要確保點(diǎn)火絲綁好后與接線柱接觸良好，點(diǎn)火絲緊貼苯甲酸表面放置； 3.3 充氧完成后要檢測氧彈是否漏氣。檢測方法為：充氧結(jié)束后，將氧彈放入裝滿水的大容器中，水面以過氧彈為宜，看氧彈上有無氣泡冒出，若無即可判定氧彈不漏氣。可進(jìn)行下一步試驗； 3.4 氧彈放入內(nèi)桶前要用專用毛巾擦干凈，防止桌面上的點(diǎn)火絲等雜物帶入內(nèi)桶，造成內(nèi)桶出水口阻塞； 3.5 放入氧彈后，輕輕的蓋上內(nèi)桶蓋子，進(jìn)入試驗。 4 標(biāo)定結(jié)果的整理 4.1 連續(xù)5次苯甲酸測試結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)不大于0.20%。若超過，再補(bǔ)做1次，取符合要求的5次結(jié)果的平均值，作為該儀器的熱容量。若任何5次的結(jié)果都不符合要求，要舍棄全部結(jié)果，重新標(biāo)定； 4.2 標(biāo)定結(jié)束后，用標(biāo)準(zhǔn)煤樣或苯甲酸進(jìn)行反標(biāo)定，若用標(biāo)準(zhǔn)煤樣測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值之差都在不確定度范圍內(nèi)，則視為合格。若用苯甲酸，則進(jìn)行5次熱值測試，其測試平均值與標(biāo)準(zhǔn)熱值之差不超過50J/g即為合格； 4.3 若熱量計量熱系統(tǒng)無顯著改變，重新標(biāo)定的熱容量值與前一次值相差不應(yīng)大于0.25%，否則應(yīng)檢查試驗程序，解決問題后重新進(jìn)行標(biāo)定。 5 其它注意事項 5.1 目前有些量熱儀，為了提高測定速度和自動化程度，采用了一些非經(jīng)典的設(shè)計，使得量熱系統(tǒng)的熱容量在不同的溫升范圍內(nèi)不同。此時就不能在所有的情況下使用同樣的熱容量。應(yīng)根據(jù)可能遇到的范圍，用不同質(zhì)量的苯甲酸片來標(biāo)定儀器的熱容量，如果得到的熱容量值不超過規(guī)定的允許差，可以認(rèn)為該儀器在所有測定范圍內(nèi)熱容量值是一致的。若測得的熱容量在不同的溫升下不同，并與溫升有較明顯的相關(guān)性，則認(rèn)為該儀器的熱容量的有效工作范圍不同，在不同的工作范圍下就采用不同的熱容量值。 因此，在使用新型熱量計前，要確定其熱容量的有效工作范圍。正確方法是：用苯甲酸進(jìn)行至少8次熱容量標(biāo)定試驗，苯甲酸片的質(zhì)量一般從0.71.3g，或根據(jù)被測定樣品可能涉及的熱值范圍確定苯甲酸片的質(zhì)量。在兩個端點(diǎn)處至少分別做兩次重復(fù)測定。然后繪出溫升與熱容量值的關(guān)系圖，從圖中分析出熱容量結(jié)果。 5.2 標(biāo)定結(jié)束后，需進(jìn)行反標(biāo)定，若用標(biāo)準(zhǔn)煤樣反標(biāo)定時,其測定結(jié)果應(yīng)注意換算成干基高位發(fā)熱量，水分要用近期測定的結(jié)果，一般用一周之內(nèi)測定的。若用標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸標(biāo)定儀器的熱容量時，在計算氧彈內(nèi)的總釋放熱量時應(yīng)加上硝酸形成熱，而在用苯甲酸來反標(biāo)定儀器的準(zhǔn)確度時，應(yīng)扣除硝酸形成熱。 5.3 在每次試驗結(jié)束打開氧彈蓋后，都要仔細(xì)觀察氧彈內(nèi)部，包括氧彈帽、坩堝支架以及坩堝內(nèi)部等處，看有無黑炭粒、黑跡，或坩堝內(nèi)有一層灰蒙蒙的物質(zhì)，若有則應(yīng)判定苯甲酸燃燒不完全，應(yīng)將此次測定結(jié)果舍棄。 總之，要想準(zhǔn)確標(biāo)定儀器的熱容量，除嚴(yán)格按照上述步驟操作，注意操作細(xì)節(jié)外，就是人為因素，這就要求操作者具有高度的責(zé)任心，在實際操