kalorimeetriat

Kalorimeetriat ovat laitteita ja menetelmiä, joilla mitataan lämpöenergiaa, joka vapautuu tai vastaanotetaan kemiallisissa reaktioissa, faasinmuutoksissa sekä biologisissa prosesseissa. Kalorimetri mittaa tutkittavan järjestelmän lämpötilamuutoksen ja muuntaa sen käytettäväksi lämmöksi, jolloin voidaan määrittää esimerkiksi reaktion entalpia tai energiasisältö.

Periaate perustuu siihen, että tutkittava järjestelmä on eristetty ympäristöstään siten, että lämpö siirtyy käytännössä ainoastaan kalorimetriin. Lämpö q voidaan esittää muodossa q = C × ΔT, missä C on kokonaislämpökapasiteetti (kalorimetriin liittyvä ja tutkittavan järjestelmän oma lämpökapasiteetti) ja ΔT on lämpötilan muutos. Kalorimetri kalibroidaan käyttämällä tunnettuja referenssilämpöjä, jolloin C voidaan määrittää tarkasti.

Kalorimetrejä on useita päätyyppejä. Yleisimmät ovat suljetut järjestelmät, joissa palamisen lämpöarvo mitataan, sekä laitteet, joissa lämpövirtauksia ja faasinmuutoksia seurataan. Lisäksi on kalorimetrejä, joilla tutkitaan biologisten molekyylien sitoutumisenergiaa sekä reaktiolämpöjä, jotka syntyvät annostelun ja vuorovaikutusten yhteydessä.

Sovelluksia on laajasti: elintarvikkeiden energiasisällön määrittäminen, polttoaineiden ja materiaalien energiamitoitukset sekä kemian, biokemian ja fysiologian tutkimukset. Kalorimetria on ollut keskeinen tekniikka energian mittauksessa ja faasimuutosten tutkimuksessa jo useiden vuosisatojen ajan.