microcalorimeter คืออะไร?

microcalorimeter เป็นอุปกรณ์ความร้อนที่ไวต่อการวัดพลังงานของอนุภาคเดี่ยวหรือโฟตอนอนุภาคเบื้องต้นของแสงมันเป็นประเภทของ calorimeter mdash;เครื่องมือที่วัดความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาทางกายภาพหรือทางเคมีในตัวอย่างMicrocalorimeters ใช้ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์เพื่อวัดพลังงานของโฟตอนเอ็กซ์เรย์จากอวกาศอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องคือ microcalorimeter isothermal ใช้ในชีวเคมีและสาขาที่เกี่ยวข้องเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงพลังงานเล็ก ๆ ที่อุณหภูมิต่ำ

กฎการอนุรักษ์พลังงานกฎหมายพื้นฐานของฟิสิกส์ระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลาย mdash;มันสามารถแปลงเป็นรูปแบบอื่นเท่านั้นMicrocalorimeters ทำงานตามหลักการนี้พลังงานจากปฏิกิริยาทางกายภาพหรือปฏิกิริยาทางเคมีถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนภายในระบบและโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่ผลลัพธ์พลังงานของการปฏิสัมพันธ์สามารถอนุมานได้

ชนิดของไมโครคาลอมิเตอร์ที่ใช้ในฟิสิกส์ฟิสิกส์ประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก:โช้คอัพอ่างล้างจานและเทอร์มิสเตอร์เมื่อโฟตอนเอ็กซ์เรย์โจมตีโช้คอัพพลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนในอะตอมของวัสดุโช้คอัพพลังงานนี้ทำให้อิเล็กตรอนตื่นเต้น mdash;มันกระโดดไกลจากนิวเคลียสอะตอมและหลุดพ้นจากวงโคจรอิเล็กตรอนอื่น ๆ ในโช้คอัพอาจรู้สึกตื่นเต้นที่จะได้องศาน้อยลงโดยอิเล็กตรอนที่หลวมนี้เพิ่มขึ้นเป็นวงโคจรพลังงานที่สูงขึ้นรอบ ๆ อะตอมของพวกเขา

อิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นปล่อยพลังงานเมื่อพวกเขากลับสู่สถานะพื้นดินหรือสถานะพลังงานต่ำสุด mdash;วงโคจรที่มั่นคงรอบ ๆ อะตอมพลังงานที่ปล่อยออกมาในกระบวนการนี้ได้รับการอนุรักษ์และแปลงเป็นความร้อนทำให้อุณหภูมิในโช้คอัพเพิ่มขึ้นในปริมาณเล็กน้อยอุปกรณ์เทอร์โมมิเตอร์ในตัวดูดซับที่รู้จักกันในชื่อเทอร์มิสเตอร์ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินี้จากนั้นความร้อนจะไหลลงสู่อ่างล้างจานทำให้เครื่องดูดซับกลับไปที่อุณหภูมิเดิมโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกิดจากผลกระทบของรังสีเอกซ์พลังงานดั้งเดิมของ X-ray สามารถคำนวณได้

ไมโครคาลอร์มิเตอร์ isothermal ทำงานในลักษณะเดียวกันแม้ว่ามันจะใช้ในการวัดปฏิกิริยาทางเคมีมากกว่าโฟตอนพลังงาน.อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยอ่างล้างจานและภาชนะปฏิกิริยาปิดซึ่งเกิดปฏิกิริยาทางเคมีอ่างล้างจานความร้อนช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาชนะปฏิกิริยาจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ช่วยให้การวัดที่แน่นอนเมื่อปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นพลังงานจำนวนหนึ่งจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อนหรือดูดซับทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ลงทะเบียนโดยไมโครลิเวี้เครื่องวัดความร้อนแบบอุณหภูมิความร้อนมีการใช้งานในเคมีกายภาพชีวเคมีและอุตสาหกรรมยาเพราะพวกเขาให้วิธีที่มีความไวสูงในการวิเคราะห์การไหลของความร้อนในปฏิกิริยา

ไมโครลิเวียจะต้องทำงานที่อุณหภูมิต่ำเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงของความร้อนตัวอย่างเช่นอุปกรณ์ที่ใช้ในดาราศาสตร์ฟิสิกส์จะถูกเก็บรักษาไว้ที่ใกล้เคียงกับศูนย์แน่นอนที่อุณหภูมินี้แม้แต่การเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนเล็กน้อยที่เกิดจากผลกระทบของโฟตอนเดียวก็สามารถตรวจพบได้เครื่องวัดความร้อนแบบอุณหภูมิต่ำนั้นไม่ได้รุนแรง แต่ก็ยังคงอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเครื่องวัดปริมาณแมโครขนาดใหญ่