Introduction
La Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique d'un matériau est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température de l'unité de masse du matériau de 1 K à une température constante [1]. Pour déterminer la capacité thermique d'un matériau conformément à la norme DIN ISO 11357-4 par DSC, trois mesures sont nécessaires : un essai à blanc avec deux creusets vides, une mesure d'étalonnage utilisant, par exemple, un disque de saphir et la mesure de l'échantillon. Des résultats précis en matière de capacité calorifique spécifique ne sont obtenus que si les trois mesures sont effectuées exactement dans les mêmes conditions. Cela n'est possible que si les courbes fournies par l'appareil DSC sont caractérisées par une grande reproductibilité.
Conditions de mesure
La Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique de deux disques de saphir différents a été déterminée entre -177,5°C et 737°C, c'est-à-dire sur une plage de température de près de 915°C. Les deux échantillons de saphir ont été mesurés dans les mêmes conditions. La Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique de chaque saphir a été déterminée en utilisant l'autre saphir comme étalon. Une température aussi large dans l'application basse température ne peut être obtenue qu'avec le DSC 300 Caliris® équipé du module H. Le tableau 1 indique les conditions de l'essai. Le tableau 1 décrit les conditions des mesures.
Tableau 1 : Conditions de mesure
| Échantillon | Saphir 1 | Saphir 2 |
|---|---|---|
| Appareil | DSC 300 Caliris® avec module H | |
| Masse de l'échantillon | 63.81 mg | 84.53 mg |
| Creuset | Platine avec revêtement | |
| Plage de température | -180°C à 750°C, 20 K/min | |
| Atmosphère | Argon, 100 ml/min | |
Tableau 2 : Comparaison des résultats des mesures avec la littérature [2]
Température [°C] | Différence entre la littérature et les valeurs mesurées [%] | |
|---|---|---|
| Échantillon 1 | Échantillon 2 | |
| 737 | 1.31 | -1.31 |
| 700 | 1.07 | -0.99 |
| 600 | 0.33 | -0.33 |
| 500 | -0.34 | 0.26 |
| 400 | -0.88 | 0.79 |
| 300 | -0.73 | 0.73 |
| 200 | -0.69 | 0.49 |
| 100 | -0.44 | 0.22 |
| 0 | -0.98 | 0.56 |
| -100 | -0.99 | 0.25 |
| -177.5 | -1.75 | -0.88 |
Résultats des tests
La figure 1 montre les courbes de chaleur spécifique pour les deux échantillons de saphir (échantillon 1, vert ; échantillon 2, bleu) comparées à la courbe tirée de la littérature (noir) [2]. Elle démontre non seulement que la répétabilité des mesures est très bonne, mais aussi leur précision. Pour la plage de température allant de -177,5°C à 737°C, les valeurs de chaleur spécifique déterminées au moyen de la
DSC 300 Caliris® sont en très bon accord avec les données de la littérature (erreur maximale : 1,75% ; voir tableau 2). Cet excellent résultat n'a pu être obtenu que grâce à la bonne reproductibilité des mesures DSC.