---

Key:

1 flask

2 container

З box

4 stopper

5 thermometer

6 stirrer

7 funnel

8 support

Познаки:

1. - колба

2. - контейнер

3. - корпус

4. - кришка

5. - термометр

6. - змішувач

7. - воронка

8. - опора

9. - теплоізоляційний матеріал

10. - опора посудини

11. - термометр навколишнього середовища

12. - мотор змішувача

9 insulating material 10 flask support 11 ambient thermometer

12 stirrer moto

6 КАЛІБРУВАННЯ КАЛОРИМЕТРА

Калориметр калібрують для визначення його теплоємності та коефіцієнта тепловтрати. Ці характеристики визначають шляхом розчи­нення прожареного оксиду цинку (4.2) у суміші кислот (4.1) та вимірювання температури калориметра за визначені інтервали часу. Температура суміші кислот повинна бути така, щоб після закінчення реакції розчинення температура калориметра була, як мінімум, на 0,5 °С нижче від оточуючої температури. При використанні водяної бані її температуру вва­жають оточуючою температурою для калори­метра.

Відмірюють таку кількість суміші кислот (4.1) за масою чи об'ємом з точністю ± 0,2 %, щоб рівень рідини був приблизно на 2 см нижче кришки калориметра. Наливають суміш у колбу. Безпосередньо перед визначенням теп­лоємності прожарюють оксид цинку за темпе­ратури (950 ± 25) °С протягом не більше 5 хв та охолоджують у ексикаторі до кімнатної температури. Кількість оксиду цинку, що вико­ристовується, зважують з точністю ± 0,000 1 г. Ця кількість повинна задовольняти рівняння:

6 CALORIMETER CALIBRATION

Calibration of the calorimeter is carried out in or­der to determine its thermal capacity and thermal leakage coefficient. These characteristics are de­termined by dissolving the ignited zinc oxide (4.2) in the acid mixture (4.1) and measuring the tem­perature of the calorimeter at fixed intervals of time. The temperature of acid mixture shall be so set that after the dissolution reaction the calorime­ter temperature is at least 0,5 °С below the ambi­ent temperature. Where a water bath is used the temperature of the bath is considered to be the ambient temperature for the calorimeter.

Measure a quantity of acid mixture (4.1) by mass or volume to ± 0,2 % such that the liquid level will be approximately 2 cm below the calorimeter stopper. Place the acid mixture in the flask. Imme­diately before the determination of the thermal ca­pacity, ignite the zinc oxide at (950 ± 25) °С for a maximum of 5 min and cool in a desiccator to room temperature. The quantity of zinc oxide to be used, weighed to ± 0,0001 g, is that required to satisfy Equation (1):

(1)

Маса суміші кислот (Mass of acid mixture) , gQ ₊
Маса оксиду цинку (Mass of zinc oxide)Виконують процедуру наступним чином: а) підготовчий період

Змішують суміш кислот протягом від 40 хв до 50 хв;

2. початковий період

Коли температура почне збільшуватися з постійною швидкістю, починають відлік часу, використовуючи хронометр (див. 5.7) та запи­сують початкову температуру Т_₁₅;

2. введення проби

Записують температуру Т_о через 15 хв та від­разу додають пробу оксиду цинку у суміш кис­лоти протягом не більше ніж 1 хв;

2. період розчинення

Перемішують суміш протягом ЗО хв, після чого процес розчинення вважають завершеним, та записують температуру Т30. Записують оточу­ючу температуру Т_а. Якщо різниця між Т_а та Т₃₀ менша за 0,5 °С, повторюють

випробування;

2. кінцевий період

Записують кінцеву температуру Т₄₅ після нас­тупних 15 хв.

Для зменшення помилок у визначенні темпе­ратури визначають Т_^₅, Т₃₀ та Т45 як середнє арифметичне 5 значень, записаних з інтерва­лом 1 хв протягом 2 хв до та 2 хв після вста­новленого часу (тобто 7}_₂, Т_и, T_hТ_м, Т_і+2). Визначають Т_о шляхом екстраполяції функції температури за періоди часу від Т_^ до Т.р Якщо екстрапольоване значення відрізняєть­ся від Т_о більше ніж на ± 0,002 °С, замінюють Т_о цим значенням. Якщо більше ніж сліди оксиду цинку буде знайдено на кінці воронки чи кришці калориметра, коли його відкриють, повторюють калібрування.

Примітка. Таким чином, перший показник темпе­ратури записують за 17 хв до введення оксиду цинку, а останній через 47 хв після його введення. Час калібрування - 64 хв.

Carry out the procedure as follows:

1. Preliminary period

Stir the acid mixture for 40 min to 50 min.

2. Pre-period

When the rate of temperature increase is con­stant, start the timing using the chronometer (5.7) andrecord the initial temperature, T_₁₅.

3. Sample introduction

After 15 min record the temperature, T_o, and im­mediately add the zinc oxide sample to the acid mixture, taking not more than 1 min.

4. Dissolution period

Stir the mixture for 30 min, after which the dissolu­tion is considered as being complete, and then re­cord the temperature, T₃₀. Record the ambient temperature, T_a. If the difference between T_a and Т30 is less than 0,5 °С then repeat the test.

5. Post-period

Record the final temperature T₄₅ after a further 15 min.

In order to reduce reading errors, determine tem­peratures T_₁₅, T₃Q and T45 as the average of five different readings recorded at intervals of 1 min over the period 2 min before to 2 min after the pre­scribed time, Tj(.e.Tj_₂, Tj.1, T_h T_/+1, T_j+2). Deter­mine the value of T_o by extrapolation of the function of temperature against time in the period T-4 to T__v If the extrapolated value differs from the T_o reading by more than ± 0,002 °С then re­place T_Q by the extrapolated value. If more than a trace of zinc oxide is found adhering to the tip of the funnel or to the stopper when the calorimeter is opened, repeat the calibration.

NOTE The temperature readings will therefore effec­tively start 17 min before the zinc oxide sample is introduced and the last reading will take place 47 min after its introduction. The total duration of the calibra­tion is 64 min

.

6.3 Обчислення характеристик калібрування

Коригований приріст температури ДТ_С у Кель­вінах обчислюють за формулою:

АТ_С = (7“зо ~Т₀)

Де _

Г₃₀ та Т₄₅ - середнє арифметичне 5 вимірів, зроблених з інтервалом у 1 хв.

Коефіцієнт тепловтрат К у Кельвінах за 15 хв на кожен Кельвін різниці температур (К/15 хв-К^-1) обчислюють за формулою:

_{K =} (?b ~^-1б)~(⁷45 ^-73о)
(bo ~^To)

6.3 Calculation of calibration characteristics

Calculate the corrected temperature increase, A7"_c, in Kelvins, from Equation (2):

-2(T₄₅-T₃₀), (2)

where

T₃₀ and T₄₅ are the average values of five mea­surements made at intervals of 1 min.

Calculate the thermal leakage coefficient, K, in Kelvins per 15 min per Kelvin temperature differ­ence, (K/15minK^-1), from Equation (3):

(3)6.3.3 Теплоємність, C 6.3.3 Thermal capacity, C

Теплоємність C у джоулях на Кельвін обчис- Calculate the thermal capacity, C, in joules per люють за формулою: Kelvin, from Equation (4):

C = — [1077,43 +0,364(30-7>)+0,50(T_a-T_f)] , (4)

Ab ^L

^J

де:

P- маса оксиду цинку, г;

T_f-температура у кінці періоду розчинення, °С (тобто Т₃₀ + температура в °С по нулю тер­мометра Бекмана);

Т_а- температура (тобто оточуюча темпера­тура) оксиду цинку при введенні у калориметр, °С;

1077,43 - теплота розчинення оксиду цинку при ЗО °С у джоулях на грам (Джг^-1);

0,364 - температурний коефіцієнт теплоти розчинення оксиду цинку у джоулях на грам на Кельвін (Джг^-1 К^-1);

0,50 - питома теплоємність оксиду цинку у джоулях на грам на Кельвін (Дж г^-1 К^-1).

Обчислюють теплоємність С до двох знаків після коми та коефіцієнт тепловтрат К до чотирьох знаків після коми, як середні зна­чення п'яти калібрувань калориметра. Якщо К є не менше 0,06К за 15 хв на кожен Кельвін різниці температур, то калориметр не відпо­відає вимогам (див. 5.1, а)).

where:

Р is the mass of zinc oxide, in grams (g);

T_f is the temperature at the end of the dissolution period, in degrees Celsius (°С) (i.e. T₃₀ + tempe­rature in degrees Celsius corresponding to the zero on the Beckmann thermometer);

T_a is the temperature (i.e. ambient temperature) of zinc oxide when introduced into the calorime­ter, in degrees Celsius (°С);

1 077,43 is the heat of solution of zinc oxide at 30 °С, in joules per gram (J g^-1);

0,364 is the temperature coefficient of the heat of solution of zinc oxide, in joules per gram per Kel­vin (J ■ g^-1 ■ K^-1);

0,50 is the specific heat of zinc oxide, in joules per gram per Kelvin (J • g^-1 • K^-1).

Calculate the thermal capacity, C, expressed to two decimal places, and the thermal leakage co­efficient, K,expressed to four decimal places, as the mean values of five calibrations of the calo­rimeter. If К is not less than 0,06K per 15 min per Kelvin temperature difference then the calorime­ter does not meet the requirements (see 5.1, a))

.

Примітка. Калібрувальні характеристики слід об­раховувати заново:

• при повторному калібруванні термометра;

• якщо термометр, змішувач чи колбу замінили або модифікували;

• спеціаліст вважає це необхідним.

7 ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ РОЗЧИНЕННЯ

Використовують суміш кислот того самого складу, кількості та початкової температури, що й для калібрування калориметра (див. 6.2). Кількість проби, що використовується, зважу­ють з точністю ± 0,0001 г. Вона повинна задо­вольняти рівняння:

NOTE Calibration characteristics should be redeter­mined whenever:

• the thermometer has been recalibrated;

• either the thermometer, the stirrer or the flask have been renewed or modified;

• the operator considers that it is necessary.

7 DETERMINATION OF HEAT OF SOLUTION

Use acid mixture of the same composition, quan­tity and initial temperature as used for calibration of the calorimeter (see 6.2). The quantity of sam­ple, weighed to ± 0,000 1 g, is the amount re­quired to satisfy Equation (5):

(5)

Маса суміші кислот (Mass of acid mixture)

Маса негідратованого цементу (Mass of anhydrous cement

)

Після підготовчого періоду перемішування суміші кислоти (див. 6.2, а)) слідувати про­цедурам, описаним у 7.1.1.2 для всіх цементів та гідравлічних в'яжучих чи 7.1.1.3, що засто­совуються тільки для портландцементів.

Записують температуру Т_₁₅ та вмикають хро­нометр. Записують температуру Т_о після 15 хв та відразу додають пробу протягом не більше 1 хв. Записують температуру Т₃₀ після ЗО хв періоду розчинення. Слід дотримуватися про­цедури визначення температури, наведеної у 6.2 для негідратованої проби, щоб уникнути помилок.

Записують температуру Т_о, вмикають хроно­метр та відразу додають пробу протягом не більше 1 хв. Записують температуру Т₃₀ після ЗО хв періоду розчинення. Через наступні 15 хв записують температуру 74₅.

Слід дотримуватися процедури визначення температури, наведеної у 6.2 для негідрато­ваної проби, щоб уникнути помилок.

After the preliminary stirring period of the acid mixture (see 6.2, a)), follow the procedures given in 7.1.1.2 applicable to all cements and hydraulic binders or 7.1.1.3 applicable only to Portland ce­ments.

Record the temperature, T_₁₅, and start the chro­nometer. Record the temperature, TO, after 15 min and immediately introduce the sample, taking not more than 1 min. Record the tempera­ture, T₃₀, after a dissolution period of 30 min. Fol­low the procedure for reading temperature given in 6.2 for the anhydrous sample, to avoid reading errors.

Record the temperature, T_o, start the chronome­ter and immediately introduce the sample, taking not more than 1 min. After a dissolution period of 30 min record the temperature, T₃₀. After a further post-period of 15min record the temperature, T₄₅.