Introdução
A capacidade térmica específica de um material é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da unidade de massa do material em 1 K a uma temperatura constante [1]. Para a determinação da capacidade térmica de um material de acordo com a norma DIN ISO 11357-4 por DSC, são necessárias três medições: uma corrida em branco com dois cadinhos vazios; uma medição de calibração usando, por exemplo, um disco de safira; e a medição da amostra. Os resultados precisos da Capacidade térmica específica (cp)A capacidade térmica é uma quantidade física específica do material, determinada pela quantidade de calor fornecida à amostra, dividida pelo aumento de temperatura resultante. A capacidade térmica específica está relacionada a uma unidade de massa do corpo de prova.capacidade de calor específico só são obtidos se todas as três execuções forem realizadas exatamente nas mesmas condições. Isso só é possível se as curvas fornecidas pelo dispositivo DSC forem caracterizadas por alta reprodutibilidade.
Condições de medição
A capacidade térmica específica de dois discos de safira diferentes foi determinada entre -177,5°C e 737°C, ou seja, em uma faixa de temperatura de quase 915°C. Ambas as amostras de safira foram medidas sob as mesmas condições. A capacidade de calor específica de cada safira foi determinada usando a outra como padrão. Uma temperatura tão ampla na aplicação de baixa temperatura só pode ser obtida com o DSC 300 Caliris® equipado com o chamado módulo H. A Tabela 1 descreve as condições das medições.
Tabela 1: Condição de medição
| Amostra | Safira 1 | Safira 2 |
|---|---|---|
| Dispositivo | DSC 300 Caliris® com módulo H | |
| Massa da amostra | 63.81 mg | 84.53 mg |
| Cadinho | Platina com revestimento | |
| Faixa de temperatura | -180°C a 750°C, 20 K/min | |
| Atmosfera | Argônio, 100 ml/min | |
Tabela 2: Comparação dos resultados de medição com a literatura [2]
Temperatura [°C] | Diferença entre a literatura e os valores medidos [%] | |
|---|---|---|
| Amostra 1 | Amostra 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 |
Resultados do teste
A Figura 1 mostra as curvas de calor específico para ambas as amostras de safira (amostra 1, verde; amostra 2, azul) em comparação com a curva obtida da literatura (preto) [2]. Isso não só demonstra que a repetibilidade das medições é muito boa, mas também mostra sua precisão. Para a faixa de temperatura que vai de -177,5°C a 737°C, os valores de calor específico determinados por meio do
DSC 300 Caliris® estão em ótima concordância com os dados da literatura (erro máximo: 1,75%; consulte a tabela 2). Esse excelente resultado só foi possível graças à boa reprodutibilidade das medições de DSC.