ИМПУЛЬСНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР
Бакрадзе Н. Г., Кизирия Е. Л., Монаселидзе Д. Р., Тваури Г.
Институт физики АН Грузии, 380077 Тбилиси
Создана математическая
модель дифференциального сканирующего микрокалориметра, основанная
на решении системы дифференциальных уравнений теплопроводности.
Модель адекватно описывает все процессы, протекающие в реальных
калориметрах при изменении их температуры. На основе модели разработан
новый принцип измерения абсолютной теплоемкости вещества дифференциальным
микрокалориметром в импульсном режиме, в условиях термодинамического
равновесия образца. Создана виртуальная модель импульсного сканирующего
дифференциального микрокалориметра, работающего как в режиме сканирования
по температуре, так и в импульсном режиме, для измерения абсолютной
теплоемкости миллиграммовых количеств веществ в условиях их термодинамического
равновесия. Алгоритм расчета позволяет в одном тепловом импульсе
определять теплоемкости исследуемого раствора и эталона, а также
разность теплоемкости между ними, которая равна абсолютной теплоемкости
растворенного вещества. На основе виртуальной модели создана лабораторная
модель калориметра, Калибровка показала, что виртуальная модель
адекватно описывает все процессы, протекающие в реальной системе.
Калориметр полностью автоматизирован. Персональный компьютер управляет
режимами калориметра. Переход от сканирующего режима к импульсному
происходит программно. Чувствительность калориметра в импульсном
режиме такая же как в режиме сканирования. Разброс значений абсолютной
теплоемкости 1 мг вещества не превышает 2%. Это далеко не предел
возможности нового метода (в виртуальной модели воспроизводимость
не хуже 0,001%), При применении современных технологий в процессе
конструирования калориметра воспроизводимость результатов должна
улучшиться, по крайней мере, на два порядка.