Калориметрија

Први свјетски ледени калориметар, који се почео употребљавати 1782. године, а направили су га Лавоазје и Лаплас, да би одредили количину топлоте која прати одређене хемијске процесе, а конструкција се заснива на претходним прорачунима Џозеф Блек када је открио латентну топлоту.

Калориметар с бомбом.

Калориметар с бомбом.

Калориметрија је мерна метода за одређивање количине топлоте. За разлику од мерења температуре (термометрије), калориметрија мери количину топлотне енергије која се веже или ослобађа при неком физичком или хемијском процесу. Метода се темељи на проматрању учинака које топлота производи: повишење температуре материје довођењем топлоте, промена физичког (агрегатног) стања материје и претварање хемијске, електричне или механичке енергије у топлоту. Калориметријска одређивања се примењују у многим гранама науке и технике; она су битна за разумевање и тумачење многих физички и хемијских процеса, а служе и за утврђивање топлотног капацитета материје, енергетске вредности горива, хране и друго. Посебна је грана калориметрије биокалориметрија која уз помоћ биокалориметра мери количину топлоте укључену у биолошке процесе.

Калориметри

Главни чланак: Калориметар

Калориметри су мерни инструменти за мерење количине топлоте. Главне врсте калориметара су водени калориметар, ледени калориметар, калориметар с бомбом и Нернстов калориметар. За посебне сврхе примењују се и други типови калориметара: струјни, кондензацијски, испарни, адијабатски, диференцијални. У новије доба тежиште је на развоју инструмената који раде брзо, с врло малом количином узорка, а само калориметрирање све чешће се примењује као рутинска аналитичка метода заједно с диференцијалном термичком анализом и диференцијалном термогравиметријом.

Водени калориметар

Најједноставнији калориметар је водени калориметар: састоји се од топлотно изоловане посуде с одређеном количином воде, мешалицом и термометром. Количина топлоте која се с неког тела преноси на воду, израчуна се из података о маси воде и повишењу њезине температуре.

Ледени калориметар

У леденом калориметру (Роберт Бунзен, 1870) доведена топлота се троши на отапање леда и израчунава се из промене запремине (волумена) смесе леда и воде.

Калориметар с бомбом

Калориметар с бомбом (Марселин Бертело, 1877) служи за одређивање топлотне вредности горива и хране. Састоји се од херметички затворене челичне коморе (бомбе) уроњене у воду; измерена количина материје која се испитује спали се у бомби под високим притиском у присуству кисеоника или Натријум пероксида, а развијена топлота се израчуна из измереног повишења температуре воде и топлотног капацитета бомбе.

Нернстов калориметар

У Нернстову калориметру (Валтер Нернст), који је прикладан за мерења при ниским температурама, вода је замењена металним блоком (обично од бакра), а температура се мери термоелементима.

Топлотна вредност хране

Топлотна вредност хране може се утврдити и оксидиметријском анализом, тј. одређивањем количине кисеоника потребне за оксидацију хране (титрацијом с оксидансима, нпр. калијум јодатом, калијум дикроматом); друга се метода састоји у хемијском одређивању беланчевина, масти и угљених хидрата у храни и множењу добивених резултата с одговарајућим топлотним (калоричним) коефицијентима.

Литература

• Адкинс, C.Ј. (1975). Еqуилибриум Тхермодyнамицс, сецонд едитион, МцГраw-Хилл, Лондон, ISBN 0-07-084057-1.
• Баилyн, M. (1994). А Сурвеy оф Тхермодyнамицс, Америцан Институте оф Пхyсицс, Неw Yорк, ISBN 0-88318-797-3.
• Брyан, Г.Х. (1907). Тхермодyнамицс. Ан Интродуцторy Треатисе деалинг маинлy wитх Фирст Принциплес анд тхеир Дирецт Апплицатионс, Б.Г. Туебнер, Леипзиг.
• Цаллен, Х.Б. (1960/1985). Тхермодyнамицс анд ан Интродуцтион то Тхермостатистицс, сецонд едитион, Wилеy, Неw Yорк, ISBN 981-253-185-8.
• Цраwфорд, Ф.Х. (1963). Хеат, Тхермодyнамицс, анд Статистицал Пхyсицс, Руперт Харт-Давис, Лондон, Харцоурт, Браце, & Wорлд.
• Гуггенхеим, Е.А. (1949/1967). Тхермодyнамицс. Ан Адванцед Треатмент фор Цхемистс анд Пхyсицистс, Нортх-Холланд, Амстердам.
• Ирибарне, Ј.V., Годсон, W.L. (1973/1981), Атмоспхериц Тхермодyнамицс, сецонд едитион, D. Реидел, Клуwер Ацадемиц Публисхерс, Дордрецхт, ISBN 90-277-1296-4.
• Кондепуди, D. (2008). Интродуцтион то Модерн Тхермодyнамицс, Wилеy, Цхицхестер, ISBN 978-0-470-01598-8.
• Ландсберг, П.Т. (1978). Тхермодyнамицс анд Статистицал Мецханицс, Оxфорд Университy Пресс, Оxфорд, ISBN 0-19-851142-6.
• Леwис, Г.Н., Рандалл, M. (1923/1961). Тхермодyнамицс, сецонд едитион ревисед бy К.С Питзер, L. Бреwер, МцГраw-Хилл, Неw Yорк.
• Маxwелл, Ј.C. (1872). Тхеорy оф Хеат, тхирд едитион, Лонгманс, Греен, анд Цо., Лондон.
• Партингтон, Ј.Р. (1949). Ан Адванцед Треатисе он Пхyсицал Цхемистрy, Волуме 1, Фундаментал Принциплес. Тхе Пропертиес оф Гасес, Лонгманс, Греен, анд Цо., Лондон.
• Планцк, M. (1923/1926). Треатисе он Тхермодyнамицс, тхирд Енглисх едитион транслатед бy А. Огг фром тхе севентх Герман едитион, Лонгманс, Греен & Цо., Лондон.
• Труесделл, C., Бхаратха, С. (1977). Тхе Цонцептс анд Логиц оф Цлассицал Тхермодyнамицс ас а Тхеорy оф Хеат Енгинес, Ригороуслy Цонструцтед упон тхе Фоундатион Лаид бy С. Царнот анд Ф. Реецх, Спрингер, Неw Yорк, ISBN 0-387-07971-8.