مسعر

مبدأ عمله

وفي هذا السياق، يعتمد على قانون حفظ الطاقة في نظام مغلق والمعزول بحيث لا تدخل حرارة من الخارج إلى النظام ولاتخرج منه حرارة إلى الوسط المحيط.

مسعر تغير درجة الحرارة

وفي هذا الصدد، يكون المسعر معزولا عن الوسط المحيط. ويمكن إجراء التبادل الحراري باستخدام سائل (في المسعر السائلي) أو باستخدام معدن (في مسعر معدني). وتلك المسعرات هي أكثر المسعرات استخداما في المعامل الكيميائية. بإتقان العمل به يمكن التوصل إلى دقة قياس تصل إلى 0,01 %. تستعمل هذه المسعرات عندما يستغرق التبادل الحراري 20 دقيقة على الأكثر.

مسعر سائلي

ومن جهة أخرى، يتكون المسعر الذي يعمل بسائل من وعاء داخل وعاء من النحاس ويملأ الفراغ بينهما بالماء ويعمل على الاحتفاظ بدرجة حرارة ثابتة داخل المسعر. الوعاء الداخلي مصنوع من النحاس الرقيق ويستند على الوعاء الخارجي على عوازل حرارية. ويستعمل الماء عادة كسائل للمسعر، كما يمكن استخدام سوائل أخرى. وعن طريق أداة التقليب يمكن تسريع عملية الانتقال الحراري. ويقاس التغير الحادث في درجة الحرارة بواسطة الترمومتر. (أنظر كذلك مسعر قنبلي لقياس القيمة الحرارية).

مسعر الثلج

إضافةً إلى ذلك، بمعرفة كمية الماء الناتجة بالجرام وحرارة انصهار الثلج يمكن حساب كمية الحرارة الناتجة من العينة، طبقا للمعادلة المذكورة أعلاه.

ومن ناحية أخرى، لتحضير عملية القياس يملأ الفراغ بين الوعائين بالماء المقطر، ويملأ الوعاء الخارجي بمخلوط من ثلج، بحيث تتكون طبقة ثلجية على جدران الوعاء الداخلي. ثم يزال مخلوط الثلج والماء الذي لم يتجمد ويصبح المسعر عند نقطة انصهار الثلج. ثم توضع العينة المراد تعيين كمية حرارتها في الوعاء الداخلي ويغلق غطاء المسعر. فيسيل الماء الناتج من انصهار الثلج من صنبور في قاع الوعاء الداخلي بالمقدار المتناسب مع الحرارة الناتجة ويقاس حجمه.

وفي هذا الصدد، يعتبر القياس عند درجة الصفر المئوي في هذا المسعر من أدق المسعرات. وتعمل كمية الحرارة الناتجة من تفاعل كيميائي مثلا على صهر كمية من الثلج. ونظرا لأن حرارة الانصهار للماء معروفة فيمكن من كمية الماء المتكون من الثلج حساب الحرارة الناتجة. ابتكر «لافوازييه» هذا النوع من المسعرات عام 1782. وهو يتكون من وعاء داخلي بشكل القمع ويحيطة وعاء آخر خارجي.

أنواعه

ومن جهة أخرى، تستعمل أنواع أخرى من المِسعَر لقياس الحرارة الناتجة من تفاعل كيميائي وكذلك لقياس محتوى الأطعمة من الطاقة (السعرات).

مسعر درجة الحرارة الثابتة

وفي هذا الصدد، في تلك المسعرات تعين كمية الحرارة الناتجة من مواد معينة يحدث فيها تحول طوري. ويحتفظ بدرجة الحرارة أثناء هذا التحول ثابتة. وتسمى تلك المسعرات كذلك مسعرات تحول الطور. وتستعمل عندما يكون التحول الطوري بطيئا، وقد يستغرق عدة ساعات.

مسعر التكثيف

وفي هذا الصدد، يعلق الجسم المراد قياسه على ميزان حساس بواسطة سلك رفيع ويكون داخل المسعر. ثم يسمح لبخار الماء بالمرور عليه فيتكثف جزء من بخار الماء عليه الذي كان أولا باردا، حتى تصل درجة حرارة الجسم إلى درجة حرارة البخار. يكتسب الجسم من البخار كمية حرارة قدرها ΔQ=r·m.

في هذا الإطار، يسمى هذا المسعر كذلك «المسعر البخاري» ويستعمل لتعيين الحرارة النوعية لمادة بين 100 - 20 درجة مئوية ويستعمل البخار للتكثيف.

• يمكن بتلك الطريقة تعيين الحرارة النوعية لمادة بدقة عالية.
• مراجع
• انظر كذلك
• حرارة
• طاقة حرارية
• ديناميكا حرارية
• مقاومة الاتصال الحرارية

كذلك، لعدم السماح بتساقط الماء المتكثف عمن على الجسم يمكن جمعها في بوتقة رقيقة من البلاتين أسفله.

وفي السياق ذاته، حيث :(ΔQ == كمية الحرارة; r = حرارة التكثف [تساوي حرارة غليان الماء] ; m == كتلة البخار المتكثف على الجسم).

آلية عمله

ومن ناحية أخرى، يقيس المسعر كمية الحرارة الناتجة من تفاعل كيميائي في نظام معزول به كمية معلومة من الماء مثلا.

وعلى صعيد آخر، حساب التغير في الطاقة الحرارية للمادة المسخنة في المسعر وذلك من خلال الزيادة الحاصلة في درجة حرارة الماء في المسعر وكمية الماء والحرارة النوعية للماء. تقاس الحرارة بوحدة جول.

وبمعرفة كمية الماء والحرارة النوعية

علاوةً على ذلك، وتعريف الحرارة النوعية C هي أنها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من المادة درجة واحدة (بين 14 - 15 مئوية).

من التفاعل بالمعادلة:

من جانب آخر، للماء وبقياس الارتفاع في درجة الحرارة الحادثة من التفاعل يمكن حساب كمية الحرارة الناشئة

ضرب m:

مسعر أديباتي

وفي السياق ذاته، في هذا النوع من المسعرات يحتفظ بفرق درجة الحرارة بين سائل المسعر وسائل الوعاء الخارجي ثابتا عن طريق التسخين أو التبريد بالمعدل الجاري. ويجب أن يسير التسخين أو التبريد بنفس السرعة للاختفاظ بفرق درجتي الحرارة ثابتا. ويسهل إجراء ذلك عندما يكون إنتاج الحرارة في المسعر بطيئا (بين 20 - 60 دقيقة).