VBM001F

Tillfällig

Introduktion till isoterm kalorimetri

4.5

Ren forskarutbildningskurs

7432 (Inst för bygg- och miljöteknologi / Byggnadsmaterial)

 -05-06

FN3/Per Tunestål

Engelska

Varannan vårtermin

Det huvudsakliga syftet med kursen är att ge deltagarna en överblick över isoterm kalorimetri, både vad gäller hur tekniken fungerar och vad den kan användas till. Efter kursen skall deltagarna kunna använda isoterm kalorimetri i sin forskning.

Dessutom uppmuntras deltagarna att:
-samarbeta över ämnesgränserna.
- läsa vetenskaplig litteratur inom andra områden än sitt eget område.
- utveckla experimentella "ad hoc"-metoder och instrument.

Praktiskt taget alla processer - fysikaliska, kemiska och biologiska - åtföljs av utveckling eller upptag av värme som ofta kan mätas med kalorimetriska metoder. Kalorimetri är därför en teknik som kan användas inom en mängd olika tekniska och naturvetenskapliga områden, t ex för:

- Stabilitetsmätningar på explosivämnen och andra energetiska föreningar.
- Värmekapacitetsmätningar på fasta och flytande ämnen.
- Kompatibilitetstester på t ex kemiska produkter och förpackningsmaterial.
- Sorption av ångor (t ex vattenånga) på fasta material som texilier, läkemedel och livsmedel.
- Mikrobiologisk tillväxt i olika typer av livsmedel.
- Bestämma fasdiagram.
- Cementhydratationshastighet som funktion av t ex temperature och tillsatsmedelshalt.
- Självurladdning hos batterier.
- Korrosioner av metaller i gas och vätska.
- Frögroning.

I denna kurs kommer jag att ge en introduktion till isoterm kalorimetri. Kursen består av seminarier, laborationer, samt en tentamen eller hemtentamen (tid bestämmes tillsammans med kursdeltagarna). Kurslitteratur är vetenskapliga artiklar och annat utdelat material. Laborationerna görs på kalorimetrar vid Byggnadsmaterial LTH.

För godkänd kurs måste deltagarna:
- kunna beskriva centrala begrepp för isoterm kalorimetri (termostat, värmeflödessensor, referens, kalibreringskoefficient, baslinje, tidskonstant, elektrisk kalibrering med den stationära metoden, stabilitet och upplösning av instrument, val av referens) .
- känna till de vanligaste användningsområdena för isoterm kalorimetri (cementhydratation, stabilitet/nedbrytning, titrering (ITC), värmekapacitets-mätningar).
- känna till de vanligaste felkällorna vid isoterm kalorimetri (avdunstning, friktion, tryck-volym arbete?).
- ha kunskap om grundläggande begrepp inom kemi (pH, hastighetskonstanter och hastighetsekvationer, jämviktskonstant och massverkans lag, entalpi, värmekapacitet, värme, värmeeffekt, aktiveringsenergi).
- att kunna göra grundläggande utvärdering av resultat från sex olika typer av kalorimetriska mätningar:
1. Kvalitativ bedömning av påverkan av tillsatsmedel (cementhydratation), konserveringsmedel (livsmedel) mm.
2. Beräkna värme från en process från mätning (t ex cementhydratation, biologiskt experiment).
3. Nedbrytningshastigheten från värmeeffekt och entalpi.
4. Värmekapacitet från drop-cP mätningar.
5. Hastighetskonstanten och entalpi från värmeeffekten från första ordningens reaktion.
6. Aktiveringsenergi från kalorimetriska mätningar vid flera temperaturer.

Deltagarna bör förbättra sina kunskaper under kursen. Detta kan inte bara testas i en examen och är därför huvudsakligen bedömas utifrån en deltagares aktivitet under kursen. För godkänd kurs skall deltagarna
- kunna identifiera de kritiska delarna av ett föreslaget experiment med isoterm kalorimetri och göra enkla beräkningar om huruvida ett experiment är värt att försöka.
- visa grundläggande laborativa färdigheter och omdöme om sådana frågor som laboratorie-säkerhet, anteckningar, hålla ordning under ett experiment och sedan at lämna arbetsytan i god ordning efter experimentet.
- kunna diskutera sina och andras försök

Med ett öppet sinne engagera sig i de experimentella problem som uppkommer under kursen. Det är också viktigt att kunna bedömma sine egna resultats säkerhet och spridning.

Seminarier

Laborationer

Litteraturkurs som självstudier

Kursens schema bestäms vid kursstart.

Skriftlig tentamen

Seminarieföredrag av deltagarna

Aktivitet under seminarier och de experimentella delarna av kursen.

Underkänd, godkänd

Alla doktorander vid tekniska, naturvetenskapliga och medicinska forskarutbildningsämnen är behöriga.

Ingen

Inga

 

Vetenskapliga artiklar.

Lars Wadsö, Byggnadsmaterial LTH (lars.wadso@byggtek.lth.se)

VBM001F

 -02-18

FN3 /Per Tunestål