Kalorimetriya
Kalorimetriya (lot. calor — issiqlik va ... metriya) — turli fizik, kimyoviy va biologik jarayonlarda sodir boʻladigan issiklik effektlari (issiqlik miqdorlari)ni oʻlchash usullari majmui. Xususan, K. usullari bilan jismlarning issiqlik sigʻimi, fazaviy oʻtishlar issiqligi (erish, qaynash va b.), kimyoviy reaksiyalarda ajraladigan issiqlik effektlari, radioaktiv yemirilishlar, tirik organizmlarda moddalar almashinuvi va b. aniklanadi.
Turli jarayonlarda jism sarflaydigan yoki yutadigan issiqlik miqdorini bevosita oʻlchash uchun ishlatiladigan asboblar kalorimetrlar deyiladi. 400 K va undan yuqori temperaturalardagi issiklik oʻlchashlarini oʻz ichiga olgan K.ni yuqori temperaturalar K.si, suyuq azot, vodorod va geliy temperaturalari sohasini (-77 K va undan pastda) past temperaturalar K.si deyiladi.
K.ni oʻlchash usullari issiqlik texnikasida, metallurgiyada, kimyo texnologiyasida keng ishlatiladi. Turli texnologik jarayonlarda jismlarning qizishi, erishi yoki bugʻlanishi uchun sarflanadigan issiqlikni hisoblashda; kimyoviy reaksiyalarning borishi chegarasini aniqlashda va ularning sodir boʻlish shartlarini belgilashda K.dan foydalaniladi. Maye, grafitdan sintetik olmos olish mumkin boʻlgan bosim va temperatura sohasini shu moddalarning issiqlik sigʻimlarini va yonish issiqliklarini kalorimetrik oʻlchashlar orqali aniklangan. Biologiyada K. (biokalorimetriya) yordamida organizmda boʻlib turadigan kimyoviy va fizik jarayonlar [endotermiklik yutilishi) va ekzotermiklik chikarish)]dagi issiqlik effektlari aniklanadi. Maye, bir soatda ichak tayoqchasi mikrobi ~10~9 kal, odam 5-104 kal issiqlik chiqarishini K. usuli bilan aniqlangan. Organizmdan ajralib chikadigan issiqlik miqdorini aniqlash uchun, odatda, hayvon yoki odam kalorimetr (devorlari orasida suv oqib turadigan kamera)ga joylashtiriladi. Bunda organizmdan chiqayotgan issiqlikni suv yutadi. Suv massasi va uning temperatura oʻzgarishidan qancha issiklik ajralishi bilib olinadi. Agar bunday bevosita oʻlchash mumkin boʻlmasa, u holda bilvosita usullardan foydalaniladi (mas, organizm vaqt birligida yutgan O2 va chiqargan SO2 nisbatidan oqsil, yogʻ, uglerodlarning oksidlanishi uchun sarflagan O2 miqdori aniqlanadi. Ok-sidlanish reaksiyalaridagi issiklik effektlariga qarab organizmda xreil boʻladigan issiqlik miqdorini hisoblab chiqsa boʻladi). K. fiziologik tadqiqotlar va diagnostikada katta ahamiyatga ega.
Manbalar
uz.wikipedia.org
Sun'iy intellekt javobi:
Kalorimetriya — bu issiqlik o‘lchovlari bilan bog‘liq fan bo‘lib, turli jarayonlarda hosil bo‘lgan yoki yutilgan issiqlik miqdorini aniqlash usullarini o‘rganadi. Kalorimetriya kimyo, fizika, biologiya, muhandislik va boshqa sohalarda keng qo‘llaniladi.
Kalorimetriyaning asosiy tushunchalari:
- Issiqlik (Q) — jismlarning haroratini o‘zgartiradigan yoki fazaviy holatlarini almashtirishga yordam beradigan energiya turi.
- Kaloriya — issiqlik o‘lchov birligi bo‘lib, 1 gramm suvning haroratini 1 °C ga oshirish uchun zarur bo‘lgan issiqlik miqdorini anglatadi.
- Kalorimetr — issiqlik almashinuvini o‘lchash uchun mo‘ljallangan qurilma.
Kalorimetriya usullari
Kalorimetriyada issiqlik miqdorini o‘lchash maqsadida turli usullar qo‘llaniladi:
- Oddiy kalorimetr — oddiy idishda suv yoki boshqa muhit yordamida isolatsiya qilingan sharoitda jarayondan chiqayotgan yoki kirayotgan issiqlikni hisoblash.
- Adiabatik kalorimetr — issiqlik almashinuvini to‘liq izolyatsiya qiladigan qurilma bo‘lib, energetik jarayonlarni aniq o‘lchash uchun ishlatiladi.
- Differensial skanerlash kalorimetriyasi (DSC) — materiyalarning issiqlik o‘tish holatlarini o‘rganish uchun ishlatiladi, masalan, eritish, kristallanish, faza o‘zgarishlari.
- Isoperibolik kalorimetr — harorat bir xil bo‘lgan muhitda issiqlik o‘lchanadi.
Kalorimetriyaning qo‘llanish sohalari
- Kimyo: reaksiya issiqliklarini o‘lchash, yangi moddalar energetikasini aniqlash.
- Biologiya: organizmlarning metabolizm jarayonlarini o‘rganish.
- Muhandislik: yoqilg‘ilarning kalorifik qiymatini aniqlash.
- Fizika: issiqlik o‘tishi va issiqlik sig‘imlarni o‘rganish.
Kalorimetrda ishlash prinsipi
Kalorimetrda jarayon boshlanishidan oldin tizimni muayyan haroratga keltiradi. Jarayon davomida keladigan yoki ketadigan issiqlik suvning haroratini o‘zgartiradi. Bu harorat o‘zgarishi kalorimetr orqali o‘lchanadi va issiqlik miqdori quyidagi formula yordamida hisoblanadi:
Q = m × c × ΔT
Bu yerda:
- Q — issiqlik miqdori (joullarda yoki kaloriyalarda),
- m — suvning massasi (yoki kalorimetr o‘tgichidagi suyuqlik),
- c — suvning issiqlik sig‘imi (taxminan 4.18 J/g°C),
- ΔT — harorat o‘zgarishi.
Xulosa
Kalorimetriya moddalarning issiqlik xususiyatlarini o‘rganish uchun muhim vositadir, u laboratoriya va sanoat sharoitida turli jarayonlarning termodinamik tahlilini o‘tkazishda qo‘llaniladi. Ushbu fan yordamida moddalarning issiqlik o‘zgarishlari, energiya samaradorligi va boshqa ko‘plab fizik va kimyoviy jarayonlar haqida aniq ma’lumotlar olish mumkin.