BUDOWA Do wyznaczania ciepła spalania paliw gazowych służy kalorymetr Junkersa - tzw. kalorymetr przepływowy. Spalanie w nim odbywa się przy stałym ciśnieniu = atmosferycznemu. Kalorymetr pracuje w stanie ustalenia, w którym następuje stałe natężenie przepływu spalanego gazu i wody chłodzącej. Temperatury w poszczególnych punktach kalorymetru są stałe jak i jego energia wewnętrzna. Badany gaz dopływa do gazomierza mokrego (wskazuje on V spalonego gazu przy ciśnieniu bezwzględnym pag i temp. Tg). Parametry te są mierzone na wylocie z gazomierza. Gaz na wskutek przejścia przez gazomierz mokry, jest nasyconą parą wodną. Po wyjściu z gazomierza gaz wpływa do regulatora ciśnienia o działaniu bezpośrednim. Zapewnia on stałe ciśnienie gazu a tym samym stałe natężenie przepływu gazu dopływającego do palnika. Palnik jest umieszczony w komorze spalania. Woda chłodząca przepływa przez kalorymetr. Woda świeża dopływa z pewnym nadmiarem do naczynia przelewowego w który utrzymuje się stały poziom. Woda omywa termometr który wskazuje temp. dolotową wody T1. Woda podgrzana w kalorymetrze płynie przez labirynt w którym ulega wymieszaniu a następnie styka się z termometrem który wskazuje jej temp. wylotową T2. Odpływ wody następuje przez naczynie przelewowe które zapewnia stały poziom. Natężenie przepływu wody ustawiamy zaworem regulacyjnym tak aby T2 - T1 = 10-12 oC. Masa wody chłodzącej m.w zebrana w czasie spalania objętości gazu V zostaje zważona. Spaliny opuszczające kalorymetr mają temperaturę Ts która jest bliska temp. T1. Pomiar prowadzimy tak aby T1 i Tg (dolotowa gazu) były równe temp. otoczenia. Ciepło spalania odniesione do jednostki objętości gazu wilgotnego - Qs = [ mw ⋅ cw ⋅ (T2śr - T1śr)] / Vg = Q1/Vg W celu wyznaczenia wartości opałowej Qi badanego gazu spala się dodatkowo większą objętość gazu Vgk i zbiera skropliny o masie mk wydzielone z komory w czasie spalania tej objętości gazu. Wartość opałową oblicza się z zależności. Qi = Qs - [ (mk ⋅ rH2O)/ Vgk ] gdzie rH2O - ciepło parowania wody. Bilans energetyczny kalorymetru: Q = ΔE + Q1 + Q2 gdzie Q1 - ciepło pobrane przez wodę chłodzącą ΔE - przyrost energii wewnętrznej kalorymetru Q2 - ciepło oddane przez kalorymetr otoczeniu. POMIAR Ustawiamy poziomo gazomierz. Płomień palnika powinien być niebieski, nieświecący i spokojny. Zapalony palnik umieszczamy wewnątrz komory spalania kalorymetru. Przed wprowadzeniem palnika musi być otwarty przepływ wody chłodzącej. Palnik powinien być umieszczony jak najwyżej i możliwie w osi komory spalania. Przepływ wody ustawiamy tak aby T2 - T1 = 10-12 oC. W czasie pomiaru spalamy około 10l gazu. Gdy spalimy 5l wówczas należy odpływ wody w kalorymetrze skierować do naczynia na wadze i odczytać wszystkie wskazania termometrów oraz manometru cieczowego mierzącego nadciśnienie gazu. Gdy spalimy kolejne 5l wodę chłodzącą kierujemy do zlewu i dokonujemy odczytu wszystkich przyrządów. Wodę chłodzącą mk należy zważyć.
Ciepło spalania paliwa - jest to ilość ciepła uzyskana przy całkowitym i zupełnym spaleniu 1kg paliwa, po doprowadzeniu produktów spalania do początkowej temperatury substratów, przy czym woda zawarta w spalinach znajduje się w stanie ciekłym. (Wartość opałowa - woda zawarta w spalinach znajduje się w stanie gazowym) Spalanie całkowite - nie ma wśród produktów spalania stałych części palnych (sadza, koksik lotny) Spalanie zupełne - gdy produkty spalania nie zawierają gazów palnych (CO, H2 , CH4). Pojemność cieplna kalorymetru (równa liczbowo ilości ciepła potrzebnej do ogrzania kalorymetru o 1oC) - aby wyznaczyć pojemność cieplną kalorymetru robimy tak jak wyżej tyle że w bombie kalorymetrycznej spala się próbkę kwasu benzoesowego o masie m i znanym cieple spalania. K = [ Qm + Q1(m1 - m2) + Q2m3 ] / [ (T1 - T) - k1 ] Q - ciepło spalania kwasu benzoesowego ; m - masa kwasu ; Q1 - ciepło spalania drutu ; m1,m2 - masa drutu przed spalaniem i po spaleniu ; Q2,m3 - ciepło spalania nitki bawełnianej i jej masa ; T - temp. ostatniego odczytu okresu początkowego ; T1 - temp. ostatniego odczytu okresu głównego ; k1 - poprawka temperatury związana z przekazywaniem ciepła między naczyniem kalorymetrycznym a płaszczem wodnym.