1. Tìm hiểu sơ lược về nhiệt lượng kế 

1.1. Khái niệm 

Chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy nhiệt lượng kế trong các phòng thí nghiệm vật lý và hóa học, bởi nó được ví như một “bom phân tử nhiệt lương” với khá nhiều công dụng hữu ích. Vậy nhiệt lượng kế sẽ được hình dung như thế nào? 

Nhiệt lượng kế là một dụng cụ chuyên dụng dùng để đo một lượng nhiệt sinh ra từ việc đốt cháy một mẫu vật nào đó trong môi trường giàu oxy và được đặt bên trong một chiếc bình kín. Nhiệt lượng kế hay còn được gọi với một chức năng khác là bom được bao quanh bởi một lượng nước nhất định. 

Vì là đối tượng sẽ được sử dụng cho nhiệt lượng nên nhiệt lượng kế chủ yếu sẽ thực hiện nhiệm vụ về quá trình đo nhiệt của phản ứng hóa học hoặc sẽ làm thay đổi vật lý cũng như nhiệt dung. 

Vậy thì nhiệt lượng kế đã được ra đời như thế nào và ai là người phát minh ra nó? 

1.2. Nguồn gốc ra đời của nhiệt lượng kế 

- Vào năm 1761, lần đầu tiên trong lịch sử Joseph Black đã đưa ra ý tưởng về nhiệt tiềm ẩn và đề xuất việc chế tạo ra nhiệt lượng kế. 

- Năm 1780, nhiệt lượng kế đầu tiên ra đời với cái tên là sự dựa trên gốc Hy Lạp và Latin. Thông qua việc sử dụng nhiệt lượng từ việc hô hấp của chuột lang để làm tan lớp tuyết bao quanh bộ máy ảnh của Lavoisier, và nhận thấy rằng  quá trình trao đổi chất trong không khí giống như quá trình đốt cháy.   

- Đến năm 1982, Lavoisier và Laplace đã dùng nhiệt lượng kế băng để làm tan chảy băng thành nước và đo lượng nhiệt tỏa ra từ các phản ứng hóa học. 

- Sau đó là sự tiếp nối vô cùng vĩ đại khi Berthelot là người đã phát triển ra quy trình đốt cháy mẫu ở trong một bình chịu áp suất trở thành một phương pháp tiêu chuẩn thông qua việc sử dụng khí oxy nguyên bản để tạo ra quá trình đốt cháy được nhanh hơn. 

- Chưa dùng lại ở đó, vào năm 1892. Hugo Junket đã phát minh ra được một nhiệt lượng kế dùng để đo năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu khí và trở thành nhà một kỹ sư hàng không đầu tiên nhận được bằng sáng chế đối với phát minh này. 

Dần theo thời gian mà những loại nhiệt lượng kế này được cải tiến và nâng cấp nhằm phục vụ những nhu cầu cao hơn trong thí nghiệm lẫn thực tế. 

1.3. Công dụng của nhiệt lượng kế 

Theo như khái niệm đưa ra, thông thường nhiệt lượng kế sẽ chỉ dùng để thực hiện việc đốt cháy một mẫu vật nào đó trong môi trường oxy được bao bọc kín bởi một lượng khí nhất định. 

Nhiệt lượng kế sẽ được dùng để chủ yếu tìm ra kết quả, năng suất tỏa nhiệt, chất lượng, các đặc tính sinh lý và vật lý của các sản phẩm hóa học. 

1.4. Cấu tạo chung của nhiệt lượng kế 

Cấu tạo của nhiệt lượng kế vô cùng đơn giản, chỉ gồm có một nhiệt kế được gắn vào một bình kim loại chứa đầy nước lơ lửng ở bên trong buồng đốt. 

Nhiệt lượng kế được cho là một trong những thiết bị hữu ích nhất được dùng trong việc nghiên cứu nhiệt động lực học, hóa học và sinh học. Cụ thể, cấu tạo của nhiệt lượng kế sẽ bao gồm 5 bộ phận chính: 

- Que khuấy 

- Nhiệt kế: đo lượng nhiệt tỏa ra 

- Nắp: ngăn không cho lượng khí trong bình bay ra môi trường bên ngoài. 

- Bình hai vỏ

- Miếng kê bằng chất cách nhiệt: vừa giữ được lượng nhiệt trong bình vừa đảm bảo sự an toàn cho người thực hiện nghiên cứu. 

Tuy nhiên các loại nhiệt liệt kế sẽ có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau, tùy theo môi trường sử dụng, chức năng và điều kiện kinh tế mà lựa chọn những loại nhiệt lượng kế khác nhau. 

2. Phân loại nhiệt lượng kế 

Do nhiệt lượng kế được sinh ra từ quá trình đốt cháy mẫu vật trong một môi trường nhất định nên sẽ được phân chia làm 3 loại: nhiệt lượng  kế đoạn nhiệt, nhiệt lượng kế đẳng nhiệt và nhiệt lượng kế động lực. 

- Nhiệt lượng kế đoạn nhiệt: là thiết bị sẽ không yêu cầu tính toán hiệu chỉnh bởi trong quá trình thí nghiệm thì nhiệt độ của bình cách nhiệt bên ngoài bằng với nhiệt độ của bình chứa nhiệt lượng bên trong. 

- Nhiệt lượng kế đẳng nhiệt: nhiệt độ của bình cách nhiệt ở bên ngoài vẫn được duy trì, đồng thời nhiệt độ không khí trong phòng thí nghiệm cần duy trì ổn định để giảm thiểu sự tác động từ môi trường. Và trong trường hợp này người thực thực cần phải tính toán về sự trao đổi nhiệt bằng hệ số Regnault- Pfaundler nhằm đưa ra kết quả chính xác nhất.   

- Nhiệt lượng kế động lực: là các thức rút gọn hơn của hai phương pháp trên tuy nhiên vẫn đảm bảo được kết quả cuối cùng. 

3. Ứng dụng của nhiệt lượng kế trong thực tế 

Nhiệt được kế được ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực của đời sống, mỗi lĩnh vực sẽ đảm nhận một vai trò khác nhau nhưng đều hướng về mục đích chung đem lại hiệu quả và tạo ra những điều kiện phát triển thuận lợi. 

- Trong lĩnh vực dược học: nhiệt lượng kế dùng để quét vi sai điều biến nhiệt nhằm xác định giá trị nhiệt độ chuyển tiếp với dung dịch đông lạnh, đo lường giá trị trong hệ dẫn thuốc hay các quá trình chuyển tiếp phức tạp. 

- Ngoài ra, nhiệt lượng kế còn dùng để xác định các chất rắn và lỏng dễ cháy trong các lĩnh vực liên quan tới: xăng, dầu, than đá, thực phẩm, mỹ phẩm, các loại thức ăn chăn nuôi, các ngành công nghiệp sản xuất giấy,... nhằm xác định rõ tính chất của các loại sản phẩm trong quá trình khai thác và sản xuất. 

- Quét vi sai của nhiệt lượng kế cũng được ứng dụng trong các vấn đề liên quan đến lĩnh vực xây dựng, đặc biệt là các vật liệu xây dựng. 

- Các lĩnh vực chuyên ngành của các trường đại học cũng đưa nhiệt lượng kế vào ứng dụng trong các phòng thí nghiệm, là thiết bị không thể thiếu: ngành Nông nghiệp, ngành Sinh học, ngành Kỹ thuật cơ khí….

Việc ứng dụng nhiệt lượng kế vào các lĩnh vực trong đời sống sẽ giúp con người có thể khám phá ra được nhiều điều, khiến cho các công việc được tối ưu hóa hơn rất nhiều thông qua máy móc có sử dụng nhiệt lượng kế. 

Nhiệt lượng kế thực sự là một thiết bị có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống của con người và đặc biệt là việc ứng dụng để tìm ra quy trình chất đốt trong việc nghiên cứu, thí nghiệm về lĩnh vực hóa học, vật lý. Với cấu tạo đơn giản cùng các phương pháp dễ thực hiện, nhiệt lượng kế đã chứng tỏ được vai trò và những ứng dụng của mình trên nhiều lĩnh vực khác nhau, đem lại nhiều hiệu quả cho con người. 

Vieclam123.vn vừa cùng bạn đi tìm hiểu toàn bộ những thông tin chi tiết về nhiệt lượng kế là gì. Hy vọng rằng bạn đã có được câu trả lời cho bản thân và đã hiểu được phần nào về nguyên lý cũng như tầm quan trọng của nhiệt lượng kế là như thế nào. Nếu có bất cứ thông tin gì cần giải đáp thêm hay bạn có những thông tin thú vị về thiết bị này thì hãy comment ngay để chúng mình biết thêm nhé. Chúng tôi luôn trân trọng sự đồng hành của bạn.