比热容检测:探索物质热性能的关键指标
概括
比热容是物质在单位质量下温度升高1摄氏度所吸收或释放的热量,它是热学中的重要物理量,反映了物质的热储存能力。比热容不仅影响材料的热管理,还广泛应用于材料科学、工程设计、气候研究等多个领域。因此,准确检测比热容对于评估物质的热性能具有重要意义。本文将从检测样品、检测项目、检测仪器、检测方法等多个方面详细介绍比热容检测的基本流程。
检测样品
比热容的检测样品通常包括固体、液体、气体等不同形态的物质。常见的样品有金属、塑料、液体溶液、气体混合物等。**样品的状态**、**形态**及**成分**都会影响比热容的测定,因此在进行比热容测试前,需要仔细选择和准备样品。例如,对于金属材料,通常需要将其切割成合适的尺寸,以保证测试结果的准确性;而液体样品需要在**恒温条件**下进行,以避免温度波动带来的误差。
检测项目
比热容检测主要涉及以下项目:
- 比热容值:表示单位质量物质温度升高1°C所需要的热量,单位通常为J/(kg·K)。
- 热容量:是物质吸收或释放的热量,和物体的质量、比热容相关。
- 温度变化范围:在比热容检测过程中,样品的温度变化范围需要控制,以确保数据的有效性。
- 热导率:虽然不直接属于比热容的检测,但有时需要一并测量,用于分析热传导特性。
检测仪器
比热容的检测仪器通常有几种常用类型:
- 差示扫描量热仪(DSC):通过测量样品与参比物之间的热流差异来获得比热容,适用于固体和液体样品。
- 绝热容器法:通过测量样品在绝热容器中升温的速率来推算比热容,常用于气体和液体样品。
- 恒热流法:通过持续施加已知热流,测量物体的温度变化,适用于热传导特性较为明确的材料。
检测方法
比热容的检测方法主要包括差示扫描量热法(DSC)、绝热法和恒热流法等。 差示扫描量热法(DSC):通过测量样品和参比物之间的温度差异来计算比热容,适用于高精度的固体和液体样品。该方法的优点在于测试快速、灵敏度高。 绝热法:通过测量样品在绝热环境中的温度变化来推算比热容,适用于气体和液体的比热容检测。 恒热流法:使用一个已知热流量的热源,测量样品的温度升高情况,进一步推算其比热容值。该方法适用于具有稳定热性能的物质。
检测标准(部分)
《 T/CSTM 01288-2025 航天相变材料 比热容测定 绝热量热方法 》标准简介
- 标准名称:航天相变材料 比热容测定 绝热量热方法
- 标准号:T/CSTM 01288-2025
- 中国标准分类号:A40/49/M734
- 发布日期:2025-01-09
- 国际标准分类号:17.200.10
- 实施日期:2025-04-09
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:计量学和测量、物理现象M 科学研究和技术服务业
- 内容简介:
本文件描述了采用绝热量热法测定航天相变材料80K~400K温区单位质量物质温度升高1K所需要的热量,即比热容测定的方法
本文件适用于蒸汽压力小于1×106Pa,与容器不发生化学反应的液-液、液-固、固-固相变材料的比热容测定
本文件描述了采用绝热量热法测定航天相变材料80K~400K温区单位质量物质温度升高1K所需要的热量,即比热容测定的方法。本文件适用于蒸汽压力小于1×106Pa,与容器不发生化学反应的液-液、液-固、固-固相变材料的比热容测定。
《 JC/T 2755-2023 精细陶瓷高温比热容试验方法 差示扫描量热法(DSC) 》标准简介
- 标准名称:精细陶瓷高温比热容试验方法 差示扫描量热法(DSC)
- 标准号:JC/T 2755-2023
- 中国标准分类号:Q32
- 发布日期:2023-12-20
- 国际标准分类号:81.060.30
- 实施日期:2024-07-01
- 技术归口:全国工业陶瓷标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:工业和信息化部
- 标准分类:玻璃和陶瓷工业陶瓷高级陶瓷制造业JC 建材
- 内容简介:
行业标准《精细陶瓷高温比热容试验方法 差示扫描量热法(DSC)》由中国建筑材料联合会归口上报,主管部门为工业和信息化部。本文件规定了用差示扫描量热法测定精细陶瓷100℃~1600℃比热容的原理、试验设备、样品要求、仪器校准、试验步骤、结果计算和试验报告。本文件适用于测定精细陶瓷的高温比热容,其他热稳定的固体也可参考使用。
《 SY/T 7517-1994 原油比热容测定方法绝热量热法 》标准简介
- 标准名称:原油比热容测定方法绝热量热法
- 标准号:SY/T 7517-1994
- 中国标准分类号:E21
- 发布日期:1992-04-27
- 国际标准分类号:75.040
- 实施日期:1992-10-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:
- 标准分类:石油及相关技术SY 石油天然气
- 内容简介:
本标准规定了使用绝热量热法测定原油比热容的方法。
《 QJ 809-1994 复合固体推进剂热导率和比热容测定方法 准稳态法 》标准简介
- 标准名称:复合固体推进剂热导率和比热容测定方法 准稳态法
- 标准号:QJ 809-1994
- 中国标准分类号:V71
- 发布日期:1994-01-01
- 国际标准分类号:95.020
- 实施日期:1994-01-01
- 技术归口:
- 代替标准:代替QJ 809-1983
- 主管部门:
- 标准分类:军事工程QJ 航天
- 内容简介:
《 QJ 2275-1992 复合固体推进剂比热容测定方法 》标准简介
- 标准名称:复合固体推进剂比热容测定方法
- 标准号:QJ 2275-1992
- 中国标准分类号:V72
- 发布日期:1992-02-25
- 国际标准分类号:71.100
- 实施日期:1992-12-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:
- 标准分类:化工技术QJ 航天
- 内容简介:
《 T/CISA 188-2021 耐火材料 比热容试验方法 (差示扫描量热法) 》标准简介
- 标准名称:耐火材料 比热容试验方法 (差示扫描量热法)
- 标准号:T/CISA 188-2021
- 中国标准分类号:C308
- 发布日期:2021-12-24
- 国际标准分类号:81.080
- 实施日期:2022-03-01
- 团体名称:中国钢铁工业协会
- 标准分类:C 制造业玻璃和陶瓷工业
- 内容简介:
本文件规定了耐火材料比热容试验方法(差示扫描量热法)的术语和定义、原理、设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告
本文件适用于测定耐火材料在室温~1500℃温度范围内的比热容
《 YS/T 1256-2018 有色金属材料 比热容试验 差示扫描量热法 》标准简介
- 标准名称:有色金属材料 比热容试验 差示扫描量热法
- 标准号:YS/T 1256-2018
- 中国标准分类号:H21
- 发布日期:2018-10-22
- 国际标准分类号:77.040
- 实施日期:2019-04-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:工业和信息化部
- 标准分类:冶金金属材料试验金属材料的其他试验方法YS 有色金属
- 内容简介:
行业标准《有色金属材料 比热容试验 差示扫描量热法》,主管部门为工业和信息化部。本标准规定了采用差示扫描量热法(DSC)测定有色金属材料比热容的试验方法。本标准适用于测定有色金属材料的比热容,温度范围为室温~700℃,可根据仪器的类型进行扩展。
《 SY/T 7517-2010 原油比热容的测定方法 》标准简介
- 标准名称:原油比热容的测定方法
- 标准号:SY/T 7517-2010
- 中国标准分类号:E10
- 发布日期:2011-01-09
- 国际标准分类号:75-010
- 实施日期:2011-05-01
- 技术归口:石油工业油气计量及分析方法正规标准化技术委员会
- 代替标准:代替SY/T 7517-1992
- 主管部门:国家能源局
- 标准分类:石油及相关技术石油及相关技术综合SY 石油天然气石油天然气
- 内容简介:
行业标准《原油比热容的测定方法》由石油工业油气计量及分析方法正规标准化技术委员会归口上报,主管部门为国家能源局。警告:使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。本标准规定了测定原油比热容的方法。本标准的方法A绝热量热法适用于各种原油从273K到初镏点温区的比热容测定。本标准的方法B差示扫描量热法适用于各种原油从273K到初镏点温区的比热容快速测定。
《 SY 7517-1992 原油比热容测定 绝热量热法 》标准简介
- 标准名称:原油比热容测定 绝热量热法
- 标准号:SY 7517-1992
- 中国标准分类号:
- 发布日期:1992-04-27
- 国际标准分类号:
- 实施日期:1992-10-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:能源部
- 标准分类:SY 石油天然气石油天然气
- 内容简介:
行业标准《原油比热容测定 绝热量热法》,主管部门为能源部。
《 NB/SH/T 0632-2014 比热容的测定 差示扫描量热法 》标准简介
- 标准名称:比热容的测定 差示扫描量热法
- 标准号:NB/SH/T 0632-2014
- 中国标准分类号:E30
- 发布日期:2014-06-29
- 国际标准分类号:75.080
- 实施日期:2014-11-01
- 技术归口:全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会
- 代替标准:代替SH/T 0632-1996
- 主管部门:国家能源局
- 标准分类:石油及相关技术NB 能源
- 内容简介:
行业标准《比热容的测定 差示扫描量热法》由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会归口上报,主管部门为国家能源局。本标准规定了用差示扫描量热法(DSC)测定比热容的方法。本标准适用于热稳定性好的固体、液体。通常试验温度范围为-100℃~600℃。如果测量仪器、样品坩埚可满足于更高温度的使用要求,试验温度范围可以扩展到更大的范围。与本标准要求等效的计算机或者电子仪器、技术或数据处理才可以使用。
《 GB/T 5990-2021 耐火材料 导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法) 》标准简介
- 标准名称:耐火材料 导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法)
- 标准号:GB/T 5990-2021
- 中国标准分类号:Q40
- 发布日期:2021-10-11
- 国际标准分类号:81.080
- 实施日期:2022-05-01
- 技术归口:全国耐火材料标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 5990-2006
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:玻璃和陶瓷工业耐火材料
- 内容简介:
国家标准《耐火材料 导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法)》由TC193(全国耐火材料标准化技术委员会)归口,TC193SC3(全国耐火材料标准化技术委员会试验方法分会)执行,主管部门为国家标准化管理委员会。
本文件描述了十字热线法测定耐火材料的导热系数和平行热线法测定耐火材料的导热系数、热扩散系数及比热容的试验方法。十字热线法适用于测量温度不大于1250℃、导热系数小于1.5W/(m·K)、热扩散系数不大于5X10-6m2/s的不含碳耐火材料。平行热线法适用于测量温度不大于1250℃、导热系数小于25W/(m·K)的不导电耐火材料。本文件也适用于粉状和颗粒状耐火材料。注1:不烧砖和不定形耐火材料预制件的导热系数由于受硬化或凝固后残留水在加热时脱水的影响,试样可做预处理。预处理的方法、程度和试样在测量温度时的保温时间等细节超出了本文件的范围,由双方协商一致。注2:测量非均质材料一般是困难的,尤其是含纤维的材料.使用本方法对这类材料的测量由双方协商一致。
《 GB/T 3140-1995 纤维增强塑料平均比热容试验方法 》标准简介
- 标准名称:纤维增强塑料平均比热容试验方法
- 标准号:GB/T 3140-1995
- 中国标准分类号:Q23
- 发布日期:1982-07-13
- 国际标准分类号:83.120
- 实施日期:1996-01-01
- 技术归口:中国建筑材料工业协会
- 代替标准:代替GB 3140-1982被GB/T 3140-2005代替
- 主管部门:
- 标准分类:橡胶和塑料工业增强塑料
- 内容简介:
本标准规定了用混合法,采用铜块量热计,测定纤维增强塑料的平均比热容。本标准适用于平均温度约60℃(100℃到20℃),即试样被加热到100℃的纤维增强塑料的平均比热容。本标准不适用于在100℃时发软变形的试样。
国家标准《纤维增强塑料平均比热容试验方法》由609(中国建筑材料联合会)归口。
《 GB/T 19466.4-2016 塑料 差示扫描量热法(DSC) 第4部分:比热容的测定 》标准简介
- 标准名称:塑料 差示扫描量热法(DSC) 第4部分:比热容的测定
- 标准号:GB/T 19466.4-2016
- 中国标准分类号:G31
- 发布日期:2016-10-13
- 国际标准分类号:83.080.01
- 实施日期:2017-05-01
- 技术归口:全国塑料标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:中国石油和化学工业联合会
- 标准分类:橡胶和塑料工业塑料塑料综合
- 内容简介:
国家标准《塑料 差示扫描量热法(DSC) 第4部分:比热容的测定》由TC15(全国塑料标准化技术委员会)归口,TC15SC4(全国塑料标准化技术委员会通用方法和产品分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。
GB/T19466的本部分规定了用差示扫描量热法(DSC)测定塑料比热容的试验方法。
《 GB/T 3140-2005 纤维增强塑料平均比热容试验方法 》标准简介
- 标准名称:纤维增强塑料平均比热容试验方法
- 标准号:GB/T 3140-2005
- 中国标准分类号:Q23
- 发布日期:2005-05-18
- 国际标准分类号:83.120
- 实施日期:2005-12-01
- 技术归口:全国纤维增强塑料标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 3140-1995
- 主管部门:中国建筑材料联合会
- 标准分类:橡胶和塑料工业增强塑料
- 内容简介:
国家标准《纤维增强塑料平均比热容试验方法》由TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口,主管部门为中国建筑材料联合会。
本标准规定了用混合法(采用铜块量热计)测定纤维增强塑料平均比热容的试样、试验原理、仪器设备、试验步骤、结果计算和试验报告。 本标准适用于测试平均温度约85℃(120℃~20℃),即试样被加热到150℃的纤维增强塑料的平均比热容。 本标准不适用于在150℃时发软变形的材料。
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结语
比热容的检测是材料热性能研究中的重要环节,准确的比热容值为工程设计、材料选用及热管理提供了科学依据。通过选用合适的检测方法和仪器,可以有效提高测试精度,确保得到可靠的测试结果。无论是在实验室研究还是实际应用中,比热容的检测都发挥着关键作用,为推动材料科学的发展和创新提供了有力支持。
结语
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