kalorimetrimenetelmiä

Kalorimetrimenetelmät ovat tärkeitä työkaluja termodynamiikan ja kemian tutkimuksessa, joilla mitataan lämpömäärän vaihtoa kemiallisissa reaktioissa, faasimuutoksissa tai fyysisissä prosesseissa. Menetelmät perustuvat siihen, että reaktion aikana vapautuva tai imeytyvä lämpö mitataan eristetyssä järjestelmässä, jossa lämpötilan muutoksia seurataan tarkasti. Tärkeimmät kalorimetrimenetelmät jaetaan pääasiassa reaktiokalorimetriaan ja erilaisten lämpötilamittausmenetelmien käyttöön.

Reaktiokalorimetriaa käytetään pääasiassa kemiallisten reaktioiden lämpövaikutusten mittaamiseen. Yksi yleisimmistä menetelmistä on kalorimetrin kalorimetria, jossa reaktio tapahtuu suljetussa astiassa, jonka ympärillä on lämpöeristetty kansi. Lämpötilan muutosta seurataan termoparilla tai vastuslämpömittarilla, ja tuloksesta lasketaan reaktion lämpövaikutus. Esimerkiksi kalorimetrinen paloanalyysi mittaa palamisen aikana vapautuvaa lämpöä, kun taas kalorimetrinen hajoamisen tutkimus selvittää aineen hajoamisen lämpövaikutuksia.

Toinen tärkeä menetelmä on differentiaalikalorimetria (DSC, Differential Scanning Calorimetry), jossa tutkittava näyte ja viiteaine (yleensä inertti) lämpötiloitetaan samassa tahtia. Menetelmä mittaa lämpötilaeroja ja lämpövirtoja, joista voidaan päätellä faasimuutoksia, kuten sulamista, kiteytymistä tai muovautumista. DSC on erityisen hyödyllinen polymerien ja lääkeaineiden tutkimuksessa.

Lisäksi isoperibolinen kalorimetria ja adiabaattiset kalorimetrit ovat erikoistuneempia menetelmiä, joissa lämpötilan säilyminen tai eristäminen on keskeisessä osassa. Kalorimetrimenetelmät ovat olennainen osa tutkimusta, jossa halutaan ymmärtää energian vaihtoa ja reaktioiden termodynamiikkaa, kuten polttoaineiden, lääkkeiden tai materiaalien kehittelyssä.