Introdução
A capacidade de calor específica de um material só pode ser determinada com a calorimetria de varredura diferencial em medições dinâmicas. Uma medição com temperatura modulada, na qual a amostra não é mais submetida apenas a uma taxa de aquecimento linear, mas também a variações de temperatura senoidais, oferece a capacidade de medir a capacidade de calor da amostra durante segmentos isotérmicos. No que é conhecido como uma medição DSC modulada "quase isotérmica", um programa de temperatura com variação senoidal é aplicado a uma amostra de teste em torno de uma temperatura isotérmica subjacente (definição da ASTM E2716-09).
A seguir, a capacidade térmica de uma amostra de safira foi investigada com o DSC 214 Polyma por meio de medições moduladas de temperatura quase isotérmica em diferentes temperaturas. Os testes foram realizados com base no método B da norma ASTM E2716-09.
Resultados do teste
As medições foram realizadas em cadinhos Concavus® com tampas perfuradas. Um disco de safira de 49,88 mg foi utilizado como material de calibração. A amostra tinha uma massa de 50,41 mg.
O programa de temperatura incluiu resfriamento e aquecimento a uma taxa controlada de 10 K/min até a temperatura desejada. Durante o segmento IsotérmicoOs testes com temperatura controlada e constante são chamados de isotérmicos.isotérmico de 10 minutos a essa temperatura específica, foram usadas oscilações de períodos de 100 s ou de amplitude de 1 K para modulação, conforme recomendado na norma ASTM E2716-09. Esse procedimento foi repetido 11 vezes entre 0 °C e 100 °C com um aumento de 10 °C em cada etapa (ou seja, temperaturas isotérmicas de 0 °C, 10 °C, etc., até 100 °C).
Os resultados da capacidade de calor da amostra para todos os 11 segmentos quase isotérmicos entre 0°C e 100°C estão representados na Figura 1.
Os resultados determinados para a capacidade térmica específica da safira foram comparados com os dados da literatura para a safira (consulte a tabela 1).
Os valores de calor específico determinados com o DSC 214 Polyma concordam muito bem com os valores da literatura (erro máximo: 1,82%).
Tabela 1: Comparação dos resultados 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 da safira com os dados da literatura
Temperatura [°C] | Calor específico da safira [J-g-1-K-1] | Calor específico medido com DSC 214 Polyma [J-g-1-K-1] | Diferença entre a literatura e os valores medidos [%] |
|---|---|---|---|
| 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 |