文档介绍：实验二氧弹法测定食物的能量值(热值)(如食物)的能量值。(工业上称为热值,或燃烧值,即单位质量物质完全燃烧后所放出的热量)(如苯甲酸或食物样品)置于密封容器(氧弹)中,通入氧气,点火使之完全燃烧,燃料所放出的热量传给周围的水,根据水温升高度数计算出样品能量值,即热值。测定时,除样品外,点火丝燃烧,热量计本身(包括氧弹、温度计、搅拌器和外壳等)也吸收热量;此外量热计还向周围散失部分热量,这些计算时都应考虑加以修正。热量计系统在实验在条件下,温度升高1℃所需要的能量称为热量计的热容量。测定之前,先使已知发热量的苯甲酸(量热计标准物质、热值为26466J/g)在氧弹内燃烧,标定热量计的热容Cth。测定时,再将被测样品置于氧弹中燃烧,如测得温度升高,则燃烧总效应为。再经进一步修正计算出燃料的热值。理论计算原理:根据热力学第一定律,(1)E2和E1是系统(将内筒内的水及氧弹作为系统)初始时和燃烧后的总能量,Welect为输入的电功(点火时输入的电功),QB系统释放到外界的热量,忽略动能势能的变化:(2)U为内能下角标分别为:s=测试样品f=点火丝w=氧弹周围的水(即内筒内的水)B=氧弹本身Δ=(末态–初态)1=初态2=末态代入热力学第一定律(3)整理得:(4)l:内筒内水内能的升高量,=,Cvw是水的比热容l:氧弹本身内能的升高量,=,CvB是氧弹本身的比热容l:释放到外界的热量,与温度升高成正比,因此近似为常数。l:燃烧时从样品释放的总能量(即样品内能的减少量),=;=单位质量样品的“能量值”,即样品的热值l:燃烧时从点火丝释放的总能量。是单位长度点火丝的能量值,is是点火丝燃烧消耗的真实长度,即为燃烧前后点火丝的长度之差。lWelect.:点火时所需要输入的电功,与点火丝的消耗长度成正比,Welect=公式(4)变为:(5)等式左边方括号里的项近似为常数,为热量计的热容量Cth;等式右边方括号内表示点火丝单位长度能量当量(6)(7)以下两步实验二选一1、热量计的热容量Cth值的计算:以标准物质苯甲酸作为样品,式中:——热量计的热容量,J/℃(或J/K);——苯甲酸样品(量热计标准物质样品)的热值为26466J/g;——苯甲酸样品的净质量,g;——点火丝燃烧消耗的真实长度(初始长度减去燃烧后剩余长度),cm——点火丝单位长度能量当量,J/cm在本实验中,约等于40±——燃烧前后系统温度的升高,,℃——主期初温和末温,℃;,为温度修正值。其中:——分别是初期和末期的平均温度变化率,从曲线图上看是初期和末期线的斜率,℃/次;na,nb,nc分别是对于特殊温度点的读数次数。()2、计算食物样品燃烧的氧弹热值(热量计的热容量Cth在上一步通过苯甲酸实验已标定,若没有标定实验,可以将Cth设为14400~14500J/K):(8)式中:——食物样品的热值(单位质量的能量值),KJ/Kg;——食物样品质量,g;其他符号同上式。-1A型数显氧弹热量计,其构造见图1,氧弹的构造见图2。图1       (1) 准备用压饼机准备样品,再使用高精度天平测量其质量Ms。(2),测量其长度(取长60-80mm).(3)%的工业氧气用于氧弹内,禁止使用电解氧。(1)先将热量计外筒装满水(℃的水),试验前用外筒搅拌器(手拉式)将外筒水温搅拌均匀。(2)称取样品(质量Ms)放入坩埚中。(3)把氧弹的弹头放在弹头架上,将盛有样品的坩埚固定在坩埚架上,将1根点火丝的两端固定在两个电极柱上,并让其与试样有良好的接触(点火丝与坩埚壁不能相碰),然后,在氧弹中加入10毫升蒸馏水,拧紧氧弹盖,-,氧弹不应漏气。(4)把上述氧弹放入内筒中的氧弹座架上,再向内筒中加入约3000克()蒸馏水(~℃左右),水面应至氧弹进气阀螺帽高度的约2/3处,每次用水量应相同。(5)接上点火导线,并连好控制箱上的所有电路导线,盖上胶木盖,将测温传感器插入内筒,打开电源和搅拌开关,仪器开始显示内筒水温,每隔半分钟蜂鸣器报时一次,实验开始读数。(6)实验读数实验读数分为三期:初期,主期和末期,(pre-period):由读数开始至点火为初期,用以记录和观察周围环境与量热计在实验开始温度下热交换的关系