热分析习题)2012.12.10)
热学课后习题答案

热学课后习题答案热学课后习题答案热学是物理学的一个重要分支,研究物体的热现象和热力学性质。
在学习热学的过程中,课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。
下面将为大家提供一些常见热学课后习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个物体的质量为2kg,温度从20℃上升到50℃,求该物体所吸收的热量。
答:根据热容公式Q = mcΔT,其中Q表示吸收的热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示温度的变化。
根据题目中的数据,可以计算出ΔT= 50℃ - 20℃ = 30℃。
假设物体的比热容为c = 0.5 J/g℃(根据物质的不同,比热容也不同),将质量转化为克,即2kg = 2000g。
代入公式,可以得到Q = 2000g × 0.5 J/g℃ × 30℃ = 30000 J。
2. 一块铁板的质量为1kg,温度从100℃下降到20℃,求该铁板所释放的热量。
答:同样使用热容公式Q = mcΔT,根据题目中的数据,可以计算出ΔT = 20℃ - 100℃ = -80℃。
根据铁的比热容为c = 0.45 J/g℃,将质量转化为克,即1kg = 1000g。
代入公式,可以得到Q = 1000g × 0.45 J/g℃ × -80℃ = -36000 J。
由于温度下降,所以热量为负值,表示释放的热量。
3. 一杯开水的质量为200g,温度为100℃,将其倒入一个质量为300g的铝杯中,铝杯的初始温度为20℃,求达到热平衡后的最终温度。
答:根据热平衡原理,两个物体达到热平衡时,它们的热量相等。
设最终温度为T℃,根据热容公式,可以得到200g × 1 J/g℃ × (100℃ - T℃) = 300g × 0.9J/g℃ × (T℃ - 20℃)。
化简方程,得到20000 - 200T = 270T - 5400。
解方程,得到T = 40℃。
2012年高考物理热学测试题及答案

2012高考第一轮复习疑点分析:选修3—3 热学疑点一、热力学基本概念1.研究热现象有哪两种方法?一种方法是:不考虑组成系统的物质微观结构和运动,而是从宏观现象出发,直接采用实验观测,对大量事实进行总结归纳出几条基本定律,在几条基本定律基础上进行严密的数学推理,来解释各种热现象。
这种方法得出的热现象宏观理论,称为热力学理论,这种研究方法称之为热力学方法。
另一种方法是:从物质的微观结构出发,以分子运动为基础,采用的是统计方法,得出热现象的微观理论,称为分子动理论。
前者以实验观测为基础,对大量宏观现象事实归纳总结,具有高度的可靠性和普遍性;后者以分子运动为基础,揭示热现象的本质,但得出的结论正确与否有待实验检验。
两者相辅相成,宏观和微观两个不同角度互为补充,构成热学理论体系,故称之为热力学统计物理。
2.何谓热力学系统?孤立系统和封闭系统是一回事吗?热学所研究的对象即热力学系统,简称系统或体系;而那些与系统有关的周围物体就叫系统的外界。
例如,对于盛水的开口容器,如果我们把水当热力学系统,那么,容器和周围的大气就可以认为是外界。
一个系统与外界既无能量交换,又无物质交换,这样的系统就叫孤立系统。
如果一个系统与外界既有能量交换,又有物质交换,这样就叫开放系统。
不过,自然界中找不到绝对孤立的系统,只是在某些条件下近似可以看成的孤立系统。
一个系统与外界只有能量交换,没有物质交换,这样的系统就叫封闭系统。
可见,孤立系统和封闭系统的区别在于:与外界是否存在能量交换,无能量交换的为孤立系统,有能量交换的为封闭系统。
上面所说的开口容器内的水,如果处在沸腾时,与外界有明显的能量和物质交换,则是一个开放系统;如果加上盖子,虽无物质交换,但通过器壁有能量交换,是封闭系统,不是孤立系统;又如果容器封闭且材料与外界绝热,则是孤立系统。
3.热力学平衡与力学平衡有何区别?一根金属杆一端置于沸水中,另一端和冰接触,当沸水和冰的温度维持不变时,杆上各点的温度将不随时间变化,试问金属杆是处在平衡态吗?如果系统性质均匀,且不受外界影响(即做功和热传递)的情况下,宏观状态不随时间变化,这样的状态就叫做热力学平衡态,简称平衡态。
2012年全国中考物理试题汇编热和能(含答案)

2012年全国中考物理试题汇编热和能一、选择题:1.(2012?安徽省)下列关于功、内能和热量的描述中正确的是()A.物体的温度不变,内能一定不变B.做功和热传递都能改变物体的内能C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递2.(2012?湖北咸宁)世界上的一切物体,无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花……都是由大量分子组成的,下列现象能说明分子在不停息运动的是()A.沙尘暴起,飞沙满天B.微风拂过,炊烟袅袅C.阳春三月,花香袭人D.丰收季节,麦浪起伏3.(2012?黑龙江鸡西)下列现象中,通过热传递来改变内能的是()A.给冷水加热B.压缩空气温度升高C.下滑时臀部发热D.搓手取暖4.(2012?贵州铜仁)关于热现象,下列说法正确的是()A.夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽,这是因为电风扇降低了空气的温度B.海洋对全球气温起到了很好的调节作用C.“摩擦生热”现象是用热传递的方法改变物体的内能D.晶体和非晶体都有一定的熔点5.(2012?哈尔滨)探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图.下列说法正确的是( )A.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强B.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的C.实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同D.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强6.(2012?湖北宜昌)图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是()7.(2012?宜昌)两个相同的烧杯装有质量和初温都相同的水和食用油,用相同的电加热器分别给它们加热相同的时间,则下列说法中正确的是()A.水吸收的热量多B.水上升的温度较高C.它们吸收的热量相同D.它们上升的温度相同8.(2012?江苏南京)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是()A.物体内能增大,一定从外界吸收热量B.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C.物体内能减少时,温度可能不变D.锯条锯木板时,锯条的内能增加,木板的内能减少9.(2012?江苏南通)下列实验现象中,能说明分子间有吸引力的是()A.图甲中,两表面光滑的铅块紧压后能粘在一起B.图乙中,两塑料吸盘间空气被挤掉后能吊起重物C.图丙中.带电体能吸引轻小物体D.圈丁中,打开醋瓶盖能嗅到醋昧10.(2012?江苏无锡)如图所示,小明从滑梯上下滑,在这一过程中,他的()A.动能转化为重力势能B.重力势能全部转化为动能C.机械能保持不变D.机械能一定减少二、填空题:11.(2012?江苏泰州)汽油机是热机的一种,汽油在气缸内燃烧时将______能转化为________能如图7所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在____________冲程。
热分析练习

– Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete … • • 按[Add ...] – 拾取 “Thermal Solid” 和 “Quad 4node 55”, 然后按 [OK] 选择[Options ...] – 设置 K3 = Axisymmetric,然后按[OK] – • 按[Close] 或用命令: ET,1,PLANE55, , , 1
Workshop Supplement
ห้องสมุดไป่ตู้
• 按[Close] 或用命令: MSHAPE,0,2D MSHKEY,1 ESIZE,0.25/2 AMESH,ALL
3. 热分析
带散热片的轴对称管
7. 在实体模型的线上施加对流荷载
– Main Menu > Solution > -Loads- Apply > -Thermal- Convection > On Lines + • • • • – – 拾取外边四条线 (10, 2, 7, 和 6),然后按 [OK] 设置VALI = 0.69e-4, VAL2I = 70,然后按[Apply] 拾取内部两条线 (9 和 13),然后按[OK] 设置 VALI = 0.28e-3, VAL2I = 450,然后按[OK]
Workshop Supplement
3. 热分析
带散热片的轴对称管
1. 2. 按教师指定的工作目录,用“pipe-th”作为作业名,进入ANSYS。 设定 GUI选择为热分析:
– Main Menu > Preferences … • 选择 “Thermal”, 然后按 [OK]
供热工程习题及答案

《供热工程》试题第一章供暖系统的设计热负荷1.何为供暖系统的设计热负荷?2.什么是围护结构的传热耗热量?分为哪两部分?3.什么是围护结构的最小传热阻?如何确定?4.冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗?5.高层建筑的热负荷计算有何特点?6.什么是值班供暖温度?7.在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正?如何确定温差修正系数?8.目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么?9.试确定外墙传热系数,其构造尺寸如图1所示。
δ1=0.24m(重浆砖砌体)δ2=0.02m(水泥砂浆内抹灰)若在δ1和δ2之间加一层厚4厘米的矿渣棉(λ3=0.06kcal/m·h·C),再重新确定该外墙的传热系数,并说明其相当于多厚的砖墙(内抹砂浆2厘米)。
图110.为什么要对基本耗热量进行修正?修正部分包括哪些内容? 11.建筑物围护结构的传热为什么要按稳定传热计算?12.试确定图5所示,外墙的传热系数(利用两种方法计算),其构造尺寸及材料热工性能按表1选用。
表1代号材料名称厚度δ导热系数λmm kcal/m·h·ºC1 2 3 4 5 6外抹灰砖砌体泡沫混凝土砖砌体内抹灰砖砌体15120120120153700.750.700.250.700.600.70 图213.围护结构中空气间层的作用是什么?如何确定厚度?14.高度修正是如何进行的?15.地面的传热系数是如何确定的?16.相邻房间供暖室内设计温度不同时,什么情况下计算通过隔墙和楼板的传热量。
17.我国建筑气候分区分为哪几个区?对各分区在热工设计上分别有何要求?18.试分析分户热计量供暖系统设计热负荷的计算特点。
19.已知西安市区内某24层商住楼的周围均为4~7层的建筑,计算该商住楼的围护结构传热耗热量时,如何处理风力附加率。
20.已知宁夏固原市某公共建筑体形系数为0.38。
屋面结构自下而上依次为:(1)钢筋混凝土屋面板150mm δ=, 1.28W K)λ=⋅;(2)挤塑聚苯板保温层100mm δ=,0.03W (m K)λ=⋅,λ的修正系数为 1.15;(3)水泥砂浆找平(找坡)层30mm δ=(最薄位置),0.93W (m K)λ=⋅;(4)通风架空层200mm δ=,212W (m K)n α=⋅;(5)混凝土板30mm δ=,1.3W (m K)λ=⋅。
热分析试题库

热分析试题库热分析是在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度关系一种技术。
DTA是在下,测量与关系一种技术。
DSC是在与关系一种技术。
热重法是在程序控制温度下,测量物质的质量与温度关系一种技术。
根据试样与天平横梁支撑点之间的相对位置,热天平可分为上皿式、下皿式、水平式三种。
DTG曲线是TGTG测定中,中间产物的检测与升温速率密切相关,升温速率大,不利于中间产物的检出,因为TG曲线上拐点变得不明显。
差热曲线的纵坐标是试样与参比物的温度差ΔT ,向上表示放热反应,向下表示吸热反应。
DSC曲线的纵坐标是试样与参比物的,向下表示放热。
DSC曲线峰包围的面积正比于热焓的变化。
升温速率Φ主要影响DSC曲线的峰温和峰形,一般Φ越大,峰温越高,峰形越大和越尖锐。
影响差热分析的因素有仪器因素、实验条件因素、试样因素三类。
差热分析中,升温速率影响峰的形状、位置和相邻峰的分辨率,当升温速率增大时,峰位向高温方向迁移,峰形变陡。
DTA曲线提供的信息有:、、。
根据所用测量方法的不同,DSC可分为功率补偿型、热流型。
热分析联用技术分为同时联用技术、串接联用技术、间歇联用技术。
差热分析时试样用量不宜过多。
试样用量多,会导致峰形扩大和分辨率下降。
DSC是动态量热技术,对DSC仪器重要的校正就是和。
与TG相比,DTG具有哪些优点?(8分)? 能准确反映出起始反应温度Ti,最大反应速率温度和Tf。
? 更能清楚地区分相继发生的热重变化反应,DTG比TG分辨率更高。
? DTG曲线峰的面积精确对应着变化了的样品重量,较TG能更精确地进行定量分析。
? 能方便地为反应动力学计算提供反应速率(dw/dt)数据。
? DTG与DTA具有可比性,通过比较,能判断出是重量变化引起的峰还是热量变化引起的峰。
TG对此无能为力。
简述热重分析中升温速率的影响? 升温速率越大,所产生的热滞后现象越严重,往往导致热重曲线上的起始温度Ti和终止温度Tf偏高。
虽然分解温度随升温速率变化而变化,但失重量保持恒定。
第四章 热分析作业及答案

第四章热分析作业一、什么是热重分析(英文缩写)?(Thermogravimetric Analysis),TG热重法:在程序控制温度下,测量物质的质量与温度或时间的关系的一种技术。
二、什么是差热分析(英文缩写)?Differential Thermal Analysis,DTA差热分析是在程序控制温度下,测量物质与参比物之间的温度差与温度或时间关系的一种技术。
三、影响差热曲线的主要因素是什么?老师课件:1. 升温速度的影响2.气氛的影响3.试样特性的影响4.试样量及粒度的影响5.试样的结晶度、纯度和离子取代6.试样的装填7. 参比物的选择课本:内因:1.晶体结构的影响2.阳离子电负性、离子半径及电价的影响3.氢氧离子浓度的影响外因:1.加热速度2.试样的形状、称量及装填3.压力和气氛的影响4.试样粒度的影响四、哪些反应过程是吸热反应?哪些过程是放热反应?放热:熔融、重结晶、氧化反应、燃烧、晶格重建及形成新矿物吸热:熔化、脱水反应、分解反应、还原反应、蒸发、升华、气化和晶格破坏等五、什么是外推起始点温度?在差热曲上,曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率切线的交点。
(课本)在峰的前沿最大斜率点的切线与外推基线的交点六、差热曲线鉴定物质的依据是什么?优先考虑什么?鉴定物质的依据是:峰位置所对应的温度尤其是外延起始温度是鉴别物质及其变化的定性依据,峰面积是反映热效应总热量,是定量计算热效应的依据,峰的形状则可求得热效应的动力学参数;试样在升温或降温过程中的物理化学变化是试样本身的热特性,相对应差热曲线也具有其本身特性,借此可以判定物质的组成及反应机理。
优先考虑的是峰位置及峰面积,根据峰位置定性鉴别物质,测出反应峰的面积可求出ΔH,从而确定反应物质的名称及含量七、什么是差示扫描量热分析(英文缩写)?Differential Scanning C alorimetry,DSC)差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下,测量输给试样和参比物的功率差与随温度间关系的一种技术八、差示扫描量热分析仪有哪两种类型?各自的特点?这种技术可分为功率补偿式差示扫描量热法和热流式差示扫描量热法。
热学习题分析和解答

习题分析和解答[第一章△1. 3. 6一抽气机转速1m in 400-⋅=r ω,抽气机每分钟能抽出气体20 l (升)。
设容器的容积 V 0 = 2.0 1,问经过多长时间后才能使容器内的压强由0.101 Mpa 降为 133 Pa 。
设抽气过程中温度始终不变。
〖分析〗: 抽气机每打开一次活门, 容器内气体的容积在等温条件下扩大了 V , 因而压强有所降低。
活门关上以后容器内气体的容积仍然为 V 0 。
下一次又如此变化,从而建立递推关系。
〖解〗: 抽气机抽气体时,由玻意耳定律得:活塞运动第一次:)(0100V V p V p +=0001p V V V p +=活塞运动第二次: )(0201V V p V p +=02001002p V V V p V V V p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+= 活塞运动第n 次: )(001V V p V p n n +=-n n V V V p p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 000 V V V n p p n n +=000ln(1) 抽气机每次抽出气体体积 l 05.0l )400/20(==V l 0.20=V Pa 1001.150⨯=p Pa 133=n p将上述数据代入(1)式,可解得 276=n 。
则 s 40s 60)400/276(=⨯=t1. 3. 8 两个贮着空气的容器 A 和 B ,以备有活塞之细管相连接。
容器A 浸入温度为 C 10001=t 的水槽中,容器B 浸入温度为 C 2002-=t 的冷却剂中。
开始时,两容器被细管中之活塞分隔开,这时容器 A 及 B 中空气的压强分别为 MPa 3053.01=p ,MPa 0020.02=p 。
它们的体积分别为 ,l 25.01=V l,40.02=V 试问把活塞打开后气体的压强是多少?〖分析〗: 把活塞打开后两容器中气体混合而达到新的力学平衡以后,A 和 B 中气体压强应该相等。
但是应注意到, 由于 A 和 B 的温度不相等,所以整个系统仍然处于非平衡态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
热分析习题一、填空(10分,共10题,每题1分)。
1、差热分析是在程序控温条件下,测量样品坩埚与坩埚间的温度差与温度的关系的方法。
(参比)2、同步热分析技术可以通过一次测试分别同时提供-TG或-TG两组信号。
(DTA-TG ,DSD-TG)3、差示扫描量热分析是在程序控温条件下,测量输入到物质与参比物的功率差与温度的关系的方法,其纵坐标单位为。
(mw或mw/mg)4、硅酸盐类样品在进行热分析时,不能选用材质的样品坩埚。
(刚玉)5、差示扫描量热分析根据所用测量方法的不同,可以分类为热流型DSC 与型DSC。
(功率补偿)6、与差热分析(DTA)的不同,差示扫描量热分析(DSC)既可以用于定性分析,又可以用于分析。
(定量)7、差热分析(DTA)需要校正,但不需要灵敏度校正。
(温度)8、TG热失重曲线的标注常常需要参照DTG曲线,DTG曲线上一个谷代表一个失重阶段,而拐点温度显示的是最快的温度。
(失重)9、物质的膨胀系数可以分为线膨胀系数与膨胀系数。
(体)10、热膨胀系数是材料的主要物理性质之一,它是衡量材料的好坏的一个重要指标。
(热稳定性)二、名词解释1.热重分析答案:在程序控温条件下,测量物质的质量与温度的关系的方法。
2.差热分析答案:在程序控温条件下,测量物质与参比物的温度差与温度的关系的方法。
3.差示扫描量热分析答案:在程序控温条件下,测量输入到物质与参比物的功率差与温度的关系的方法。
4.热膨胀分析答案:在程序控温条件下,测定试样尺寸变化与温度或时间的关系的方法。
三、简答题1.DSC与DTA测定原理的不同答案:DSC是在控制温度变化情况下,以温度(或时间)为横坐标,以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。
DTA是测量T-T 的关系,而DSC是保持T = 0,测定H-T 的关系。
两者最大的差别是DTA只能定性或半定量,而DSC的结果可用于定量分析。
DTA在试样发生热效应时,试样的实际温度已不是程序升温时所控制的温度(如在升温时试样由于放热而一度加速升温)。
而DSC 由于试样的热量变化随时可得到补偿,试样与参比物的温度始终相等,避免了参比物与试样之间的热传递,故仪器的反应灵敏,分辨率高,重现性好。
2.DTA 存在的两个缺点答案: 1)试样在产生热效应时,升温速率是非线性的,从而使校正系数K 值变化,难以进行定量;2)试样产生热效应时,由于与参比物、环境的温度有较大差异,三者之间会发生热交换,降低了对热效应测量的灵敏度和精确度。
使得差热技术难以进行定量分析,只能进行定性或半定量的分析工作。
3、功率补偿型DSC 仪器的主要特点答案:1.试样和参比物分别具有独立的加热器和传感器。
整个仪器由两套控制电路进行监控。
一套控制温度,使试样和参比物以预定的速率升温,另一套用来补偿二者之间的温度差。
2.无论试样产生任何热效应,试样和参比物都处于动态零位平衡状态,即二者之间的温度差T 等于0。
这是DSC 和DTA 技术最本质的区别。
4.DTG 曲线体现的物理意义及其相对于TG 曲线的优点答案:DTG 曲线表示的是物质在加热过程中质量随时间的变化率(失重速率)与温度(或时间)的关系。
其其相对于TG 曲线的优点有:1.能准确反映出起始反应温度Ti ,最大反应速率温度Te 和Tf 。
更能清楚地区分相继发生的热重变化反应,DTG 比TG 分辨率更高。
DTG 曲线峰的面积精确对应着变化了的样品重量,较TG 能更精确地进行定量分析。
能方便地为反应动力学计算提供反应速率(dw/dt )数据。
DTG 与DTA 具有可比性,通过比较,能判断出是重量变化引起的峰还是热量变化引起的峰。
TG 对此无能为力。
四、分析计算题1. 图1分别为YG6及YG6X 硬质合金样品在空气气氛下,升温速率为5K/min 时由NetzschDIL409pc 热膨胀仪测出的热膨胀(DIL)曲线及其一阶微分曲线,试比较其28-699℃间的工程膨胀系数,并通过其一阶微分曲线对其原因做出解释。
100200300400500600700800900温度 /℃510152025dL/Lo *10-30.00.51.01.52.0dL/dt *10-3 /(1/min)[1] 2008-06-4-5k-1000(硬质合金,株洲,YG6X ).dl3dL dL/dt[2] 2008-06-3-5k-1000(硬质合金,株洲,YG6).dl3dL dL/dt温度./℃28.0, 699.0 :T. α/(1/K)6.5190E-06温度./℃28.0, 699.0 :T. α/(1/K)5.4869E-06770.0 ℃[1][2][1][2]图1 YG6及YG6X 硬质合金样品在空气气氛下,升温速率为5K/min时的热膨胀曲线及其一阶微分曲线答案:在28-699℃的温度范围内,YG6样品的工程膨胀系数为5.487x10-6(1/K),而YG6X 样品的工程膨胀系数为6.519x10-6(1/K),显然具有细晶晶粒的YG6X样品的线膨胀系数要高于粗晶粒的YG6样品的。
从它们的一阶微分曲线可以看出,YG6X样品在770℃发生突变。
这是由于合金中Co相粘结剂在600-700℃间易于汽化,而相对于YG6样品,YG6X中的WC晶粒尺寸更小,从而在WC晶粒的Co相粘结剂也更多,当Co相粘结剂在600-700℃间汽化后,YG6X中WC晶粒间留下的总空隙较多,而当加热温度加热到770℃引起YG6X样品产生较大的收缩变形,从而其线膨胀系数高于YG6样品。
2.图2分别为Co基合金样品在空气气氛下,升温速率为5K/min时由Netzsch DIL409pc热膨胀仪测量的先从30升温到1000℃,而后又冷却到300℃后的热膨胀(DIL)曲线及其一阶微分曲线,试比较升温及降温中其介于295-969℃间的工程膨胀系数,并通过分析其一阶微分曲线后对其可能的变化过程进行推断。
图2 Co基合金样品在空气气氛下,升温速率为5K/min时先升温到1000℃后又冷却到300℃时的热膨胀(DIL)曲线及其一阶微分曲线答案:在295-969℃的温度范围内,Co基合金样品升温时的工程膨胀系数为16.6268x10-6 (1/K),而降温时的为18.212x10-6(1/K)。
通过对比其其一阶微分曲线后可以发现样品在升温过程中,在677℃时长度发生突变而降温过程则没有,因此可以推断出合金样品在600-700℃时产生了新相,由从而引起长度变化速率的改变。
2.图3分别为玻璃原料及粘结剂在氧气气氛下,升温速率为10K/min时的DSC-TG同步热分析曲线,试分析其整个反应过程(包括每个阶段的反应类型,反应的起始及结束温度范围,失重量,反应峰值温度等等)。
3.图3 玻璃原料及粘结剂在氧气气氛下,升温速率为10K/min时的DSC-TG曲线(a);TG-DTG曲线(b)答案:从图3a、b可以看出,整个反应过程分别为玻璃原料的脱水、粘结剂的烧蚀、以及进一步氧化等三个阶段;其中脱水阶段位于30-200℃,100.9℃时失重最快,失重量为3.008%,需要吸热38.7J/g;粘结剂的烧蚀位于200-520℃,256.3℃及353℃时失重最快,失重量分别为2.14%、3.344%,分别为粘结剂分解为CO、CO2、SO、SO2等气体释放导致的失重,反应中放热322.97J/g;进一步氧化过程位于52-700℃,564.3℃时失重最快,失重量为0.317%,需要吸热3.3J/g。
4.高岭石是在天然粘土中的一种含铝的硅酸盐。
用STA 409 PC 可以研究它们的分解行为和相转变。
图4分别为高岭石在氧气气氛下,升温速率为10K/min时的DSC-TG同步热分析曲线,试分析其整个反应过程(包括每个阶段的反应类型,反应的起始及结束温度范围,失重量,反应峰值温度等等)。
图4 高岭石在氧气气氛下,升温速率为10K/min时的DSC-TG曲线答案:从图4可以看出,整个反应过程分别为高岭石的脱水、杂质的烧蚀、脱羟基以及相变等四个阶段;其中脱水阶段位于30-320℃,失重量为7.19%,需要吸热157.4J/g,127.3℃为吸热峰值温度;杂质的烧蚀阶段位于320-580℃,失重量为0.52%,产生放热51.02J/g,484.2℃为放热峰值温度;脱羟基阶段位于580-850℃,失重量为3.67%,需要吸热229.55J/g,756.8℃为吸热峰值温度;相变阶段位于850-1200℃,DTA 曲线位于923.1℃时有一个较大的吸热峰,而TG 曲线显示无失重过程,因此为相变过程,需要吸热51.02J/g。
红外复习提纲1.了解红外光谱的定义概念、表示方法和作用。
红外光谱的定义:红外光谱又称分子振动转动光谱,属分子吸收光谱。
样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收其中一些频率的辐射,分子振动或转动引起偶极矩的净变化,使分子基团从基态跃迁到激发态,相应于这些区域的透射光强减弱,记录百分透过率T%对波长(或波数)的曲线,即红外光谱。
主要用于化合物鉴定及分子结构表征,亦可用于定量分析。
红外光谱的表示方法:红外光谱以T-λ或T-ν来表示,下图为苯酚的红外光谱。
纵坐标为吸收系数,或透过率。
横坐标为波长λ(μm )或波数1/λ,单位:cm-1谱图特征:峰数,峰位,峰强,峰形。
红外光谱法广泛用于物质的定性鉴定和结构分析。
1.已知物的鉴定方法将试样的谱图与标准的谱图(或文献谱图)进行对照:若两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同,峰的相对强度一样,就可以认为样品是该种标准物;如果两张谱图不一样,或峰位不一致,则说明两者不为同一化合物,或样品有杂质。
如用计算机谱图检索,则采用相似度来判别。
使用文献上的谱图应当注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同2.未知物结构的测定测定未知物的结构,是红外光谱法定性分析的一个重要用途。
如果未知物不是新化合物,可以利用标准谱图进行查对,方法是:首先进行光谱解析,判断试样的可能类型,然后查找标准谱图对照核实。
在对光谱图进行解析之前,应收集样品的有关资料和数据。
了解试样的来源、以估计其可能是哪类化合物。
有时还需要其它方法综合分析才能得到准确结果。
2.红外光谱法与X射线衍射分析法比较,在应用上有何不同?3.红外光的分区,产生红外吸收的条件?近红外光谱区:❖低能电子能级跃迁❖含氢原子团:-OH、 -NH、-CH伸缩振动的倍频吸收峰❖稀土及过渡金属离子配位化学的研究对象❖适用于水、醇、高分子化合物、含氢原子团化合物的定量分析红外吸收光谱法:❖分子的振动、转动基频吸收光谱区❖应用最为广泛的红外光谱区远红外光谱区:❖气体分子的转动能级跃迁❖液体与固体中重原子的伸缩振动❖晶体的晶格振动❖某些变角振动、骨架振动-异构体的研究❖金属有机化合物、氢键、吸附现象研究该光区能量弱,较少用于分析远红外光区该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁,液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。