Ein Differentialkalorimeter zur Absolutbestimmung kleinster W�rmemengen

Abstract

Die beschriebene Apparatur gestattet, eine W~trmeentwicklung von 5.10 -3 cal pro Stunde absolut mit einem Fehler yon ungiinstigstenfalls 4 % zu messen. Bei Relativmessungen ist der 1%hler kleiner.Ffir mancherlei Zweeke wlrd es nfitz]ich sein, ein Kalorimeter zu besitzen, das kleine W~trmeentwieklungen a b s o 1 u t zu messen gestattet, ohne dabei die Bonntzung eines sehr spannungsempfindliehen, jedoeh wegen der magnetisehen SttJrungen meist unbrauchbaren Nadelgalvanometers zu erfordern.Das nachstehend besehriebene Kalorimeter wurde in Anlehnung an eine yon W. Nernst und W. Orthmann* angegebene Apparatur konstruiert, um eine yon L. Meitner und dem Vertasser geplante Absolutbestimmung der Energie der primaren fl-Strahlen von RaE durehzufiihren Als Kalorimetergefa~e des Differentialkalorimeters dienen zwei m~glichst gleiche Kupferzylinder yon 12 mm Durehmesser und 12 mm tithe (Fig. 1). Das zylindrische ~Iittelsttick A enth~ilt eine Ausbohrung yon 4ram Durchmesser und 8 mm Tiefe, die oben dureh eine 4ram hohe, mit schragem Pumpkanal versehene Sehraube B verschlossen wird. Dadureh entsteht der Hohlraum H, der in allen Riehtungen von einer mindestens 4 mm dicken ]Hetallwand aus Kup~er bzw. Woo d-a I z s ~ s r , i , r t I I , , I Jl schem Metall umgeben ist und zur Aufnahme Fig. 2. der Warmequelle dient. Die Ausbohrung L~algsschnitt dureh ein Kalorimetergef~. ist umgeben yon einem ringfSrmlgen Kanal C ~ Woodsehes ~Ietall. yon ],5 mm Breite und 4 mm Tiefe zur Aufnahme der 15 Thermoelemente.Diese bestehen aus Eisen-und Konstantandr~thten von 0,11 bzw. 0,15mm Durehmesser. Die LOtstellen wurden in diinne, unten zugesehmolzene G]asrShrehen und diese wiederum in den ringfSrmigen Kanal mit Woodschem Metall eingegossen, um einen * W.

Calorimeters in astro and particle physics

“…One of the early pioneers in developing the art of calorimetry was Orthmann, a close collaborator of Nernst (Nobel prize winner for chemistry in 1920). Orthmann [3] developed a differential calorimeter with which he could measure heat transfers of the order of µW. Using this true calorimetric technique, he and Meitner [4] were able to determine the mean energy of the continuous β-spectrum in 210 Bi to be E = 0.337 MeV ±6%.…”

Circular of the Bureau of Standards no. 476:

“…An example of a microcalorimeter as described by Orthman [8] is shown in figure 17. The calorimetric vessels consist of two copper cylinders, 12 mm in diameter and 12 mm high, as nearly identical as possible.…”

Cryogenic Detectors

“…Thereafter micro-calorimeters were developed by C.D. Ellis and A. Wooster in 1927 [3] and independently by W. Orthmann and L. Meitner in 1930 [4] to determine the average energy of the electron in the beta-decay of 210 Bi. The differential micro-calorimeter developed by W. Orthmann allowed to measure heat transfers of the order of μW.…”