Kalorimeetri

Kalorimeeter on seade, mida kasutatakse soojusvahetuse mõõtmiseks keemiliste või füüsikaliste protsesside käigus. Soojus eraldub või imendub ning selle suurus leitakse tavaliselt temperatuuri muutuse põhjal. Üldjoontes kehtib, et Q = C_cal × ΔT, kus C_cal on kalorimeetri süsteemi soojusmahutus ning Q on eralduv või imenduv soojus. Seadme hoolikas isoleerimine ja kalibreerimine on vajalik, et vähendada soojuskaotusi keskkonnale.

Peamised tüübid hõlmavad bomb-kalorimeetrit, mis töötab suletud mahutis ja mõõdab reageerimise soojust konstantse mahtu tingimustes (tavaliselt põletusreaktsioonide puhul); ning konstantse rõhu kalorimeetrit, mida kasutatakse lahuste ning muude avatud-süsteemide proovitena. Lisaks on olulised eriala instrumentaatorid, nagu diferentsiaalne skaneerimiskalorimeeter (DSC), mis mõõdab soojusvoogu kontrollitud temperatuuriprogrammi ajal, ning isothermal titration calorimeter (ITC), mis mõõdab sidumiste ja voo soojust konstantse temperatuuriga reaktsioonides.

Rakendused on laialdased: entalpia ja reaktsioonisoojusel põhinevad andmed on kriitilised keemias, materjaliteaduses ja energiasektoris; kalorimeetrid kasutavad ka toidutööstuses toidu energiasisalduse hindamiseks ning faasimuutuste (nt sulatuse, kristalliseerumise) uurimiseks. Tehnilised piirangud hõlmavad soojuskaotusi, proovi valimi esindatust ja kalibreerimise täpsust. Ühildudes õigete standardidega ja korrektsioonidega, annavad kalorimeetrid väärtuslikke andmeid soojusenergia muutuste kvantitatiivseks kirjeldamiseks.