Ano ang isang microcalorimeter?

Ang isang microcalorimeter ay isang sensitibong thermal aparato na ginamit upang masukat ang enerhiya ng mga solong partikulo o photon, mga elementong partikulo ng ilaw.Ito ay isang uri ng calorimeter mdash;Ang isang instrumento na sumusukat sa init na inilabas ng mga pisikal o kemikal na reaksyon sa isang sample.Ang mga microcalorimeter ay ginagamit sa astrophysics upang masukat ang enerhiya ng mga x-ray photon mula sa kalawakan.Ang isang kaugnay na aparato, ang isothermal microcalorimeter, ay ginagamit sa biochemistry at mga kaugnay na patlang upang makita ang maliliit na pagbabago ng enerhiya sa mababang temperatura.Maaari itong ma -convert lamang sa iba pang mga form.Gumagana ang Microcalorimeter batay sa prinsipyong ito.Ang enerhiya mula sa isang pisikal na pakikipag -ugnay o reaksyon ng kemikal ay binago sa init sa loob ng system, at sa pamamagitan ng pagsukat ng pagbabago sa init na nagreresulta, ang enerhiya ng pakikipag -ugnay ay maaaring maibawas.

Ang uri ng microcalorimeter na ginamit sa astrophysics ay binubuo ng tatlong pangunahing sangkap:isang sumisipsip, isang heat sink, at isang thermistor.Kapag sinaktan ng isang x-ray photon ang sumisipsip, ang enerhiya ay inilipat sa isang elektron sa isang atom ng materyal na sumisipsip.Ang enerhiya na ito ay nagiging sanhi ng elektron na maging nasasabik at mdash;Tumalon pa ito mula sa atomic nucleus at masira ang orbit.Ang iba pang mga electron sa Absorber ay maaaring maging nasasabik sa mas kaunting degree sa pamamagitan ng maluwag na elektron na ito, na tumataas sa mas mataas na orbit ng enerhiya sa paligid ng kani -kanilang mga atomo.Isang matatag na orbit sa paligid ng mga atomo.Ang enerhiya na inilabas sa prosesong ito ay natipid at na -convert sa init, na nagiging sanhi ng pagtaas ng temperatura sa pagsipsip ng isang maliit na halaga.Ang isang aparato ng thermometer sa sumisipsip na kilala bilang isang thermistor ay nakakakita ng pagbabago sa temperatura na ito.Ang init pagkatapos ay dumadaloy sa heat sink, na nagiging sanhi ng pagbabalik ng sumisipsip sa orihinal na temperatura nito.Sa pamamagitan ng pagsukat ng pagbabago ng temperatura na dulot ng epekto ng x-ray, ang orihinal na enerhiya ng x-ray ay maaaring kalkulahin.

Ang isothermal microcalorimeterenerhiya.Ang aparatong ito ay binubuo ng isang heat sink at isang saradong vessel ng reaksyon kung saan naganap ang reaksyon ng kemikal.Tinitiyak ng heat sink na ang reaksyon ng vessel ay pinananatili sa isang palaging temperatura, na nagpapahintulot sa eksaktong mga sukat.Kapag naganap ang reaksyon ng kemikal, ang isang tiyak na halaga ng enerhiya ay alinman ay pinakawalan bilang init o hinihigop, na nagiging sanhi ng pagbabago sa temperatura na nakarehistro ng microcalorimeter.Ang Isothermal microcalorimeter ay may mga aplikasyon sa pisikal na kimika, biochemistry, at industriya ng parmasyutiko dahil nagbibigay sila ng isang napaka -sensitibong paraan upang pag -aralan ang daloy ng init sa isang reaksyon.Halimbawa, ang mga aparato na ginamit sa astrophysics ay pinananatili nang malapit sa ganap na zero.Sa temperatura na ito, kahit na ang maliit na pagbabago sa thermal energy na sanhi ng epekto ng isang solong photon ay maaaring makita.Ang isothermal microcalorimeter ay hindi kasing matinding, ngunit pinapanatili pa rin sa mas mababang temperatura kaysa sa mga calorimeter ng macro-scale.