Calorimetri

Il calorimetro è uno strumento impiegato per misurare la quantità di calore scambiata tra un sistema e l’ambiente. La calorimetria è la disciplina che ne studia le tecniche e l’interpretazione energetica delle trasformazioni chimiche, fisiche o biologiche. In pratica, si determina q, l’energia termica accompagnante una reazione o un processo, osservando variazioni di temperatura in contenitori di capacità termica nota o calcolando l’energia scambiata tra campione e ambiente.

Esistono diverse tipologie di calorimetro. Il calorimetro a bomba è utilizzato per misurare il calore di combustione in una camera chiusa riempita di ossigeno; è comune nelle analisi energetiche di combustibili e di campioni organici. I calorimetri in soluzione o a flusso misurano calore di reazioni in soluzioni, utili in chimica analitica e biochimica. I calorimetri differenziali, come il DSC (calorimetria differenziale a scansione), misurano differenze di calore tra campione e riferimento durante scansionamenti di temperatura, permettendo di rilevare transizioni di fase o reazioni termiche. Alcuni sistemi prevedono condizioni isoperiboliche o adiabatiche per controllare la dispersione termica.

Principi di base: la calorimetria diretta determina q dal prodotto della capacità termica del sistema per la variazione di temperatura (q = C · ΔT). Nella calorimetria indiretta, si calcola l’energia termica da cambiamenti di entalpia o da dati misurabili come densità di calore specifica. Le misure richiedono corretta calibrazione, controllo delle perdite termiche e attenzione a condizioni di isolamento.

Applicazioni tipiche includono chimica, biochimica, fisica, ingegneria alimentare e studi sull’efficienza energetica, nonché ricerche sui materiali e sulle reazioni biologiche. La calorimetria fornisce dati essenziali per comprendere l’energia liberata o assorbita nelle trasformazioni naturali e sperimentali.