Spezifische Wärmekapazität

Grundsätze und Techniken für eine genaue Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität durch dynamische Differenzkalorimetrie

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Spezifische Wärmekapazität
cp als Funktion der Temperatur
SubstanzAluminiumoxidAluminiumBleiPolystyrolWasser
cp (Jg-1K-1)0,8950,7760,1291,34,18

 

Spezifische Wärme von Polystyrol

Direkte Methode

 

Direkte Methode
Direkte Methode

Saphir-Verfahren

(gemäss DIN 51007)

Saphir-Verfahren
Saphir-Verfahren

IsoStep DSC

 

IsoStep DSC
IsoStep DSC

Stabile ADSC

Stabile ADSC
Stabile ADSC

ADSC

ADSC
ADSC

TOPEM®

TOPEM®
TOPEM®

IsoStep™

  • Genaue cp-Werte mithilfe eines Saphir-Standards
  • Trennt kinetische Effekte von Änderungen in der Wärmekapazität

Quasi-statisch
 

ADSC

  • Trennung von überlagerten Effekten bei einer Einzelfrequenz
 

Einzelfrequenz
 

TOPEM®

  • Einzigartige Mehrfrequenz-Technik
  • Trennung überlagerter Effekte
  • Genaueste cp-Daten

Mehrere Frequenzen und quasi-statisch

Justierung und Kalibrierung

Worin besteht der Unterschied zwischen Wärmekapazität und spezifischer Wärmekapazität?

Die Wärmekapazität Cp ist eine Probeneigenschaft (unabhängig von der Masse). Die spezifische Wärmekapazität Cp ist eine Materialeigenschaft (abhängig von der Masse).
 

Wie wird die Wärmekapazität anhand der DSC-Wärmekurve berechnet?

Die spezifische Wärmekapazität cp ist die Summe aus sensibler und latenter cp.
 

Wieso ist die Kenntnis der spezifischen Wärmekapazität von Bedeutung?

  • Zur Verbesserung technischer Prozesse: Spritzguss, Sprühtrocknung, Kristallisation
  • Zur Sicherheitsanalyse: von chemischen Reaktoren, in der Konstruktion von Reaktoren
  • Zur Berechnung weiterer thermodynamischer Funktionen wie Enthalpie, Entropie, Gibbs-Energie
  • Zur Auswertung und Interpretation von DSC-Kurven
     

Wie kann die spezifische Wärmekapazität jenseits von 700 °C bestimmt werden?

Die spezifische Wärmekapazität kann mithilfe eines TGA/DSC in einem grossen Temperaturbereich gemessen werden.
 

Welche Vorteile bieten temperaturmodulierte Verfahren bei der Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität im Vergleich zur herkömmlichen Saphir-Methode?

  • Bei temperaturmodulierten Verfahren kommt es seltener zu Abweichungen als bei der Saphir-Methode, und es sind Genauigkeiten von bis zu 2 % möglich. Wärmekapazitäten können mithilfe von Steady-State, ADSC und TOPEM auch für isotherme Bedingungen bestimmt werden.
  • Überlagerte Effekte können getrennt werden, z. B. Glasübergang und Kristallisationsprozesse.
     

Applikationen

Spezielle Cp-Anwendungen

Heat Capacity Determination at High Temperatures by TGA/DSC. Part 1: DSC Standard Procedures
Part 1 of this series describes how the cp values of inorganic materials can be measured up to a temperature of 1600 °C with the TGA/DSC1.
Heat Capacity Determination at High Temperatures by TGA/DSC. Part 2: Applications
This second article presents various applications such as the determination of cp changes at glass transitions and in 2nd order phase transitions. It...

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