下载文档原格式
第三章热分析习题3-1名词解释热重分析、差热分析、差示扫描量热仪、动态热机械分析、潜热、显热、玻璃化转变温度、比热热重分析：用来测量在一定气氛条件和程序控温下样品重量随温度变化的方法。
玻璃化转变温度：二级相变。
宏观上是指聚合物由玻璃态转变为高弹态的特征温度，在微观上是高分子链段开始运动的温度。
显热：在恒压和恒容不作非体积功的条件下，仅因系统温度改变而与环境交换的热称为显热。
潜热：在一定温度、压力下系统发生相变时与环境交换的热。
TG热重分析DSC差示扫描量热仪DTA差热分析DMA动态热机械分析3-2 影响热重曲线的主要因素？试推导热重仪器中试样表观增重与气体密度的关系。
根据所推导的表观增重公式说明影响表观增重的因素。
答：影响热重曲线的主要因素包括：1 仪器因素（1）浮力和对流(2)挥发物的再凝集(3)坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性2实验条件(1)升温速率(2)气氛的种类和流量3.试样影响（1）试样自身的结构缺陷情况、表面性质(2)试样用量(3)试样粒度表观增重（ΔW）：ΔW =WT-W0WT ——对应于T 温度下的质量；W0 ——对应于T0温度下的质量ΔW=Vg（）= Vg（1- T0/T）V——受浮力作用的（在加热区）试样盘和支撑杆的体积；——试样周围气体在T0时的密度；T——测试时某时刻的温度（K）。
影响表观增重的因素: V、、T。
3-3 Cahn秤的主要技术指标。
答：Cahn秤主要技术指标：灵敏度（0.1μg）；最大称重（5g）；漂移（小于0.1μg/h）3-4差热曲线基线方程的表达式中，各参数的物理含义？影响差热曲线基线的主要因素？答：(△T)a就是差热曲线基线方程：(△T)a=V式中，K——与仪器灵敏度有关的仪器常数t——时间V——升温速度Cs ——试样比热Cr——参比样比热可见影响（△T）a的因素有Cs、Cr、V 和K。
可见①程序升温速度V值恒定，才可能获得稳定的基线；②Cs和Cr越接近，（△T）a越小，选用参比物时，应使其热容尽可能与试样相近；③在程序升温过程中，如果试样的比热有变化，（△T）a也在发生变化；④程序升温速率V值越小，（△T）a也越小。
![第三章 热分析法[优质ppt]](https://img.taocdn.com/s1/m/6f544ee31a37f111f1855b97.png)
第18讲教学目的：使学生了解热分析的分类和术语教学要求：掌握热重分析的定义、影响因素教学重点：热重分析的定义、影响因素教学难点：热重及微商热重教学拓展：热重质谱联用作业：1.简述热分析的定义和分类？2.简述热重分析的原理和影响因素？3.热重法和微商热重法的区别是什么？第三章热分析第1节热重分析1.1概述：热分析的起源与发展发明人：ChatelierH.Le(1887)，他实际上并没有测定试样和参比物之间的温度差，而是把Pt-Pt10%Rh热电偶(用一根热电偶)插入受热的粘土试样中，加热速度为每2秒4℃，热电偶电动势用照相法记录下来，若粘土在加热过程中没有发生热变化，则照相记录是一系列距离的线条，若有热变化，则线条是由一系列疏密不同的线条组成的。
由于他只用了一根热电偶，严格地说只能叫热分析，算不上差热分析。
十二年后(1899)，英国人Roberts-Austen W.C.改良了恰特利的装置，采用两个热电偶反相连接，一个热电偶插入样品中，另一个插到参比物内，记录试样与参比物间产生的温度差ΔT，这就是目前广泛使用的差热分析法的原始模型。
热分析的定义热分析（Thermal Analysis），国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis简称ICTA），在1968年第二次国际热分析会议上通过一个命名报告中作过阐明，而后在1977年第五次国际热分析会议上又作了修订。
定义如下：“在程控温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。
”此处所说的物质是指被测样品和（或）它的反应产物，而程序温度一般采用线性程序，但也可以是温度的对数或倒数程序。
按照定义，称为热分析技术必须满足下述三条标准：1．必须测量物质的某种物理性质。
诸如热学的、力学的、电学的、光学的、磁学的和声学的等。
因此，热分析技术所涉及的范围极其广泛。
2．测量的物理量必须直接或间接表示为温度关系。
第三章 热分析第三节 热重分析1．什么是热重分析？什么是热重曲线？答：许多物质在加热或冷却过程中除产生热效应外，往往有质量变化，其变化的大小及出现的温度与物质的化学组成和结构密切相关。
因此，利用加热或冷却过程中物质质量变化的特点，可以区别和鉴定不同的物质，这种方法称为热重分析。
把试样的质量作为时间或温度的函数记录分析，得到的曲线称为热重曲线。
热重曲线的纵轴方向表示试样质量的变化，横轴表示时间或温度。
2. 影响热重曲线的主要因素是什么？答：热重分析：在程序控温下，测量物质的质量随温度变化的一种技术。
影响因素：热重曲线的形态，主要受内因和外因两方面的影响，内因取决于试样的本质特征，外因取决于仪器结构，操作，环境条件等实验因素。
外因的影响。
（1）升温速率对热分析实验结果有十分明显的影响，对于以热重曲线表示的试样的某种反应（热分解反应），提高升温速率通常是使反应的起T和终止温度f T增高。
始温度i T，峰温P（2）浮力的变化，起因于升温时试样周围气体产生的膨胀，而导致质量变化，573K时浮力约为室温下浮力的1/2。
1173K时减少到1/4。
因此测定结果质量有些增加。
（3）对流在热重实验中也是重要影响因素，而且难以消除。
因为天平系统处于常温状态下，而试样却处于高温下，二者之间由温差形成的对流必将影响到测试的精度。
（4）挥发物的再凝聚，加热过程中能分解及有挥发产物的试样，挥发物往往凝聚于试样盘支撑杆的低温部分，造成热重分析中的误差。
（5）其他影响因素，影响热重曲线的因素还有试样盘的形状，试样量及气氛等。
3. 热重分析方法的特点。
答：热重分析通常有两种方法，即静法和动法，静法是把试样在各给定的温度下加热至恒温，然后按质量温度变化作图（图3-26）。
动法是在加热过程中连续升温和称重，按质量温度变化作图，静法的优点是精度较高，能记录微小的失重变化，缺点是操作繁复，时间较长，动法的优点是能自动记录，可与差热分析法紧密配合，有利于对比分析，缺点是对微小的质量变化灵敏度较低。
第三章 热分析第二节 示差扫描量热分析（DSC）1.示差扫描量热分析（DSC）的定义是什么？答：示差扫描量热分析（DSC）定义：在程序控温下，测量输给试样和参比物的能量差（功率差或热流差）随温度或时间变化的一种技术。
2. DSC和DTA特点的比较。
答：DSC与DTA的不同点：DTA与DSC信号检测的原理不同，适宜工作的温度范围不同，试验中两者记录的信息不同。
相同点：都是比较待测物质与参比物随温度变化导致热性能的区别，同样的材料可以得到形状基本相同的曲线，反映材料相同的信息。
3．阐述DSC技术的原理和特点。
答：（1）原理：试样和参比物必须分别装填在加热器中，且应有单独的传感器（热电偶或热敏电阻），以电阻丝供热，控制升温速率，以使试样和参比物保持相同的温度。
由于热阻的存在，参比物与样品之间的温度差（ △T ）与热流差成一定的比例关系。
样品热效应引起参比物与样品之间的热流不平衡，所以在一定的电压下，输入电流之差与输入的能量成比例，得出试样与参比物的热容之差或反应热之差△E （图3-15）。
将△T 对时间积分，可得到热焓：⎰∆=∆tTdt K H 0，(K 修正系数，称仪器常数)。
纵坐标表示试样相对于参比物能量的吸收比例，该比例取决于DSC 试样的热容。
横坐标表示时间（t ）或温度(T ）。
（2）特点：无温差、无热传递，使热损失小，检测信号大，灵敏度和精度高。
4．试述实验条件对DSC 分析的影响。
答：（1）升温速率：升温速率主要影响DSC 曲线的峰温和峰形。
一般升温速率越大，峰温越高，峰形越大，也越尖锐。
与升温速率对差热的影响基本类似（2）气体性质：气氛对DSC 定量的分析中峰温和热焓值影响很大。
在氦气中所测得的起始温度和峰温都比较低，这是因为氦气热导性近乎为空气的5倍；相反，在真空中相应温度变化要慢得多，所以测得的起始温度和峰温都比较高。
同样，不同气氛多热焓值得影响也存在着明显的差别，如在氦气中所测得的热焓值只相当于其他气氛的40%左右。
