Introduzione
La Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica di un materiale può essere determinata solo con la calorimetria differenziale a scansione in misurazioni dinamiche. Una misura a modulazione di temperatura, in cui il campione non è più sottoposto solo a una velocità di riscaldamento lineare, ma anche a variazioni di temperatura sinusoidali, offre la possibilità di misurare la capacità termica del campione durante i segmenti isotermici. Nella cosiddetta misura DSC modulata "quasi-isoterma", un programma di temperatura a variazione sinusoidale viene applicato a un campione di prova intorno a una temperatura isoterma di base (definizione da ASTM E2716-09).
Di seguito, la capacità termica di un campione di zaffiro è stata studiata con il DSC 214 Polyma mediante misure quasi isoterme a temperatura modulata a diverse temperature. Le prove sono state eseguite sulla base del metodo B della norma ASTM E2716-09.
Risultati del test
Le misure sono state effettuate con crogioli Concavus® con coperchi forati.libraCome materiale di misura è stato utilizzato un disco di zaffiro di 49,88 mg. Il campione aveva una massa di 50,41 mg.
Il programma di temperatura prevedeva il raffreddamento e il riscaldamento a una velocità controllata di 10 K/min fino alla temperatura desiderata. Durante il segmento IsotermicoI test a temperatura controllata e costante sono detti isotermici.isotermico di 10 minuti a questa specifica temperatura, per la modulazione sono state utilizzate oscillazioni con periodi di 100 s o di ampiezza pari a 1 K, come raccomandato dalla norma ASTM E2716-09. Questa procedura è stata ripetuta 11 volte tra 0 e 0,5 e 0,5 minuti. Questa procedura è stata ripetuta 11 volte tra 0°C e 100°C con un aumento di 10°C per ogni fase (cioè, temperature isoterme di 0°C, 10°C, ecc. fino a 100°C).
I risultati della capacità termica del campione per tutti gli 11 segmenti quasi-isotermici tra 0°C e 100°C sono rappresentati nella figura 1.
I risultati determinati per la Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica dello zaffiro sono stati confrontati con i dati di letteratura per lo zaffiro (vedi tabella 1).
I valori di calore specifico determinati con il DSC 214 Polyma sono in ottimo accordo con i valori di letteratura (errore massimo: 1,82%).
Tabella 1: Confronto dei risultati relativi alla Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica dello zaffiro rispetto ai dati di letteratura
Temperatura [°C] | Calore specifico dello zaffiro [J-g-1-K-1] | Calore specifico misurato con DSC 214 Polyma [J-g-1-K-1] | Differenza tra i valori di letteratura e valori misurati [%] |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.718 | 0.731 | 1.82 |
| 10 | 0.742 | 0.755 | 1.80 |
| 20 | 0.764 | 0.777 | 1.68 |
| 30 | 0.785 | 0.799 | 1.72 |
| 40 | 0.806 | 0.819 | 1.66 |
| 50 | 0.825 | 0.839 | 1.72 |
| 60 | 0.860 | 0.857 | -0.36 |
| 70 | 0.876 | 0.873 | -0.39 |
| 80 | 0.892 | 0.890 | -0.21 |
| 90 | 0.907 | 0,906 | -0.06 |
| 100 | 0.920 | 0.921 | 0.06 |