Kalorimetrs

Skaties arī jēdzienu ar līdzīgu nosaukumu: Kolorimetrs.

Kalorimetrs ir ierīce, ko kalorimetrijā izmanto siltuma daudzuma mērīšanai ķīmiskajās reakcijās un fizikālajās pārvērtībās, kā arī, lai noteiktu īpatnējo siltumietilpību. Vienkāršu kalorimetru veido ūdens trauks, kas atrodas virs reaktora, un šajā ūdenī ir termometrs. Notiekot reakcijai, kurā izdalās siltums, ūdens uzņem šo siltumu un tā temperatūra paaugstinās. Izmērot ūdens sākuma un beigu temperatūru, var aprēķināt siltuma daudzumu, kas izdalījies reakcijas laikā. Šī metode tiek izmantota tikai mācību procesā, jo mērījumā netiek ņemts vērā siltuma zudums ārējo apstākļu dēļ.

Kalorimetra nosaukumu radījis Antuāns Lavuazjē. 1780. gadā viņš eksperimentos ar ierīci siltuma daudzuma mērīšanai izmantoja jūrascūciņu. Siltums no jūrascūciņas elpas kausēja sniegu, kas bija ap kalorimetru, kas parādīja, ka elpošanas laikā notiekošā gāzu maiņa ir līdzīga degšanai, jo tajā izdalās siltums.^[1]

Reakciju kalorimetros reakcija notiek noslēgtā traukā, un ar tiem var izmērīt siltuma izdalīšanās ātrumu dažādās reakcijās. Reakciju kalorimetrus izmanto rūpniecībā, jo daudzām rūpnieciskajām norisēm jānodrošina pastāvīga temperatūra.

Sildošais/dzesējošais apvalks kontrolē temperatūru procesa laikā. Tiek mērīts siltums, ko saņem vai atdod šajā apvalkā esošais šķidrums.

Šādi kalorimetri izmanto elektriskos sildītājus, lai uzturētu nemainīgu temperatūru. Sildītāju jaudu nepieciešamības gadījumā var mainīt, un siltums tiek aprēķināts ņemot vērā sildītāju jaudu.^[2]

Bumbu kalorimetros ir nemainīgs tilpums, un ar tiem var mērīt siltuma daudzumu kādā noteiktā reakcijā. Bumbu kalorimetros reakcijas laikā ir liels spiediens. Reakcija tiek uzsākta ar elektrisku aizdedzes ierīci, un, vielai degot, tā uzsilda gaisu sev apkārt. Gaiss uzsilstot izplešas un izplūst pa cauruli. Plūstot pa vara cauruli, karstais gaiss uzsilda ūdeni caurules ārpusē, un pēc ūdens temperatūras izmaiņām var aprēķināt siltuma daudzumu, kas izdalījies reakcijas procesā. Tā kā šajos kalorimetros nenotiek siltuma noplūde, tad kopējā iekšējā enerģijas izmaiņa ${\displaystyle \vartriangle U=Q+W=0}$. Bumbu kalorimetru mērījumi ir diezgan precīzi.^[3][4]