カルべ型熱量計による熱物性の測定

Technical News
株式会社 住化分析センター
TN143
●カルべ型熱量計による熱物性の測定
[概
要]
おそい化学反応の熱を測定するために、フランス人Ｅ.Ｃａｌｖｅｔによって開発、改良された等温熱量計が、
カルべの熱量計
です。
弊社ではセタラム社（フランス）製のＣ８０熱量計を保有しており、反応熱の測定をはじめ、比熱、熱伝導
率、蒸発潜熱などの高精度な熱物性測定に威力を発揮しています。
[方
法]
試料を充填した内筒Ａと、外筒ＢをヒートブロックＣで囲み、この間に熱電対Ｔ、および、Ｐを設けます。
Ｃの温度と容器内温との間に温度差を生じた場合に、それを打ち消すようなジュール熱が加えられ、Ｔの起電
力を常にゼロにするように作用させます。
Ａで発熱を生じた場合には、その熱をＴで感知し、ペルチェ効果によって発熱が打ち消されるような電流を
Ｐに流し、熱量計の温度を一定に保つように動作させます。この状況は以下の関係で表わされます。
吸熱の場合 ： 反応熱＝内筒Ａ内に設けられた電熱器Ｈのジュール熱
発熱の場合 ： 反応熱＝ペルチェ効果によって外部に持ち去られた熱
（化学大辞典より）
Ｈ：ヒーター
Ｔ：熱伝対
Ｐ：熱伝対
Ａ：内筒
Ｂ：外筒
C:ヒートブロック
図１ カルベ型熱量計構造図
[特
徴]
・グラムオーダーの試料量で測定するため、測定値に格段の精度がある。
・混合比率の大きい混合物でも測定することができる。
・ＤＳＣ（示差走査熱量測定）では測定できない熱伝導率が、液体、気体を問わず測定できる。
・試料容器と基準試料容器が 1 対構成となっているため、より精度の高い測定ができる。
比熱
液体試料を５℃昇温するために必要な熱量を測定し、比熱として算出します。温度差が２０℃までの範囲で
あれば、1 回の測定で３温度水準の比熱を得ることができます。
試料形態 ； 液体
温度範囲 ； 室温∼２５０℃
試料量
； ２０ｍｌ
蒸発熱、昇華熱
試料を、測定したい温度条件下で一定に保持した後、制限オリフィスを介して真空吸引することによって適
度な速度で気化させ、その際の吸熱量を測定します。
試料形態 ； 液体または固体
温度範囲 ； 室温 ２００℃
圧力
； 最高１０×１０５ Ｐａ（G）
試料量
； ２０ｍｌ
熱伝導率
同軸円筒間（図１のＢ-Ａ間）に試料を充填し、外筒Ｂの周りのヒーター線からジュール熱を発生させます。
この熱は図２に示すように、熱量検出器を通過するもの（Ｗ１）と、試料を経由して内筒を流れるもの（Ｗ２）
に二分されます。それぞれの熱流から、 試料を経由して内筒に伝達されない熱量
を算出します。
試料形態 ； 液体または気体
温度範囲 ； 液体試料：室温 ２００℃
気体試料：室温 ８０℃
試料量
； 液体試料：５０ｍｌ
気体試料：２００ｍｌ
拡
大
図
図２ 熱伝導率測定における熱の流れ
作成：愛媛(TY9906) 4-X0-(5)
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