مسعر قنبلي

رسم يوضح تكوين مسعر قنبلي.

مسعر قنبلي مع "قنبلة" في المختبر.

يستخدم المسعر القنبلي في الكيمياء (بالإنجليزية: Bomb calorimeter ) لتعيين القيمة الحرارية لمادة تحترق في جو من الأكسجين تحت ضغط عال . يستخدم لذلك وعاء من الحديد الصلب مبرد بالماء ، ويوضع به ما يسمى "قنبلة" (العينة) . يملأ جو القنبلة بغاز الأكسجين عند ضغط بين 20 30 بار (ضغط جوي). وتوضع المادة المراد اختبارها في بوتقة ثم توضعان في القنبلة ، وتُشعل بواسطة قوس كهربائي (شرارة كهربائية) . وبتعيين الزيادة في درجة حرارة المسعر ، وكتلته ، وحرارته النوعية يمكن حساب القيمة الحرارية لمادة العينة.

توجد عدة طرق للقياس ، اغلب ما يستعمل منها الطريقة الأديباتية .

طريقة القياس

تستخدم كمية قدرها 1 - 5و1 جرام من مادة العينة المراد تعيين قيمتها الحرارية . وبوضعها في القنبلة من الفولاذ يتم التفاعل في جو الأكسجين دون تغير في الحجم.

ونظرا لأانه لا يحدث تبادل للحرارة بين المسعر والوسط المحيط Q = 0 (أديباتي) ; وبالتالي فلا شغل يؤدى W = 0 .

فيكون التغير في الطاقة الداخلية :

ΔU(total) = Q + W = 0

ويكون التغير في الطاقة الداخلية :

ΔU(total) = ΔU(system) + ΔU(surroundings) = 0

ويكون عند حجم ثابت dV = 0 :

ΔU(system) = - ΔU(surroundings) = -C_v ΔT

حيث C_v = الحرارة النوعية للقنبلة.

ولا بد من معايرة القنبلة قبل استخدامها لتعيين حرارة احتراق العينة المجهولة . ويمكن تعيين الحرارة النوعية لها C_v من :

(C_v (calorimeter) = m (water). C_v (water) + m (steel). C_v (steel

ويمكننا قياس كتلة الماء (m (water وكتلة الفولاذ ( m (steel :

وبمعرفة الحرارة النوعية لكل من الماء والفولاذ :

C_v(water)= 1 cal/g.K

C_v(steel)= 0.1 cal/g.K

وتستخدم للمعايرة مادة إشتعالية معروفة حرارتها النوعية :

C_v = H_c/ΔT

مثل حمض البنزويك (H_c = 6318 cal/g) أو حمض بي-ميثيل البنزويك ( p-methyl benzoic acid (H_c = 6957 cal/g.

وتقاس درجة الحرارة (T) كل دقيقة ونعين :(ΔT = T(final) - T(initial

كما لا بد من أخذ الحرارة الناتجة عن اشتعال السلك الكهربائي الرفيع المستخدم للاشعال في الحسبان ، ويستخدم عادة سلك من رفيع من النيكل ، وتبلغ الحرارة الناتجة عن اشتعاله (لكل جرام) = 981.3 cal/g .

المعايرة :

طراز آخر لمسعر قنبلي

لمعايرة القنبلة يؤخذ كمية صغيرة (~10 cm) ويوزن قبل وبعد الاشتعال .

كتلة السلك المحترقة :( Δm = m(before) - m(after

يبلغ الحرارة الناتجة عن احتراق عينة حمض البنزويك في القنبلة :

ΔH_c = ΔH_c (benzoic acid) x m (benzoic acid) + ΔH_c (Ni fuse wire) x Δm (Ni fuse wire)

أي أن :

ΔH_c = C_v. ΔT → C_v = ΔH_c/ΔT:

وبتعيين C_v للقنبلة , تصبح القنبلة مستعدة لتعيين القيمة الحراريية لأي عينة أخرى مجهولة.

ΔH_c = C_v. ΔT

انظر أيضا

• مسعر
• حرارة
• طاقة حرارية
• ديناميكا حرارية
• مقاومة التلامس الحراري (Thermal contact resistance)

]]