미세 열량계 란 무엇입니까?

마이크로 칼로리 미터는 단일 입자 또는 광자, 빛의 기본 입자의 에너지를 측정하는 데 사용되는 민감한 열 장치입니다. 열량계의 일종으로, 시료에서 물리적 또는 화학적 반응에 의해 방출되는 열을 측정하는 기기입니다. 마이크로 칼로리 미터는 우주에서 X- 선 광자의 에너지를 측정하기 위해 천체 물리학에 사용됩니다. 관련 장치 인 등온 미세 열량계는 생화학 및 관련 분야에서 사용되어 저온에서 작은 에너지 변화를 감지합니다.

물리학의 기본 법칙 인 에너지 보존 법칙에 따르면 에너지는 생성하거나 파괴 할 수 없으며 다른 형태로만 변환 할 수 있습니다. 마이크로 칼로리 미터는이 원리에 따라 작동합니다. 물리적 상호 작용 또는 화학 반응으로 인한 에너지는 시스템 내부의 열로 변환되며, 결과로 발생하는 열의 변화를 측정하여 상호 작용의 에너지를 추론 할 수 있습니다.

천체 물리학에 사용되는 미세 열량계의 유형은 흡수기, 방열판 및 서미스터의 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. X- 선 광자가 흡수체에 부딪 칠 때, 에너지는 흡수체 물질의 원자에서 전자로 전달된다. 이 에너지는 전자를 여기시켜 원자핵으로부터 더 멀리 뛰어 오르고 궤도에서 빠져 나옵니다. 흡수체의 다른 전자는이 느슨한 전자에 의해 더 적은 정도로 여기되어 각 원자 주위의 더 높은 에너지 궤도로 상승 할 수있다.

여기 된 전자는 원자 주위의 안정된 궤도 인 지상 상태 또는 최저 에너지 상태로 돌아 오면 에너지를 방출합니다. 이 과정에서 방출 된 에너지는 보존되어 열로 변환되어 흡수기의 온도가 약간 상승합니다. 서미스터로 알려진 흡수체의 온도계 장치는이 온도 변화를 감지합니다. 그러면 열이 방열판으로 흘러 흡수기가 원래 온도로 돌아갑니다. X- 선의 충격으로 인한 온도 변화를 측정함으로써 X- 선의 원래 에너지를 계산할 수 있습니다.

등온 미세 열량계는 광자 에너지가 아닌 화학적 상호 작용을 측정하는 데 사용되지만 거의 같은 방식으로 작동합니다. 이 장치는 열 싱크 및 화학 반응이 일어나는 밀폐 된 반응 용기로 구성됩니다. 방열판은 반응 용기를 일정한 온도로 유지하여 정확한 측정이 가능합니다. 화학 반응이 발생하면 일정량의 에너지가 열로 방출되거나 흡수되어 마이크로 칼로리 미터에 의해 등록 된 온도 변화가 발생합니다. 등온 미세 열량계는 물리 화학, 생화학 및 제약 산업에서 응용 분야에 적용됩니다. 반응에서 열 흐름을 분석하는 데 매우 민감한 방법을 제공하기 때문입니다.

미세 열량계는 측정되는 열의 미세한 변화가 등록 될 수 있도록 저온에서 작동해야합니다. 예를 들어, 천체 물리학에 사용되는 장치는 절대 영에 가깝게 유지됩니다. 이 온도에서 단일 광자의 충격으로 인한 열 에너지의 작은 변화조차도 감지 할 수 있습니다. 등온 미세 열량계는 극한은 아니지만 거시 규모 열량계보다 훨씬 낮은 온도에서 유지됩니다.