Cos'è un calorimetro in fisica? Definizione, uso. Misurazione del calore Distribuzione per tipologia
In questo articolo risponderemo alla domanda: “Cos’è un calorimetro?” Determiniamo le caratteristiche generali di questo meccanismo, il suo principio di funzionamento e le aree di applicazione, funzionalità e misurazione delle quantità. Presteremo attenzione anche alla classificazione e descrizione di alcune specie specifiche.
introduzione
Rispondendo alla domanda su cosa sia un calorimetro, in termini generali può essere caratterizzato come un dispositivo mediante il quale viene misurata la quantità di calore che viene rilasciata o assorbita nel corso di processi fisici, chimici o biologici.
L'introduzione di una nuova unità terminologica “calorimetro” fu proposta nel 1780 da P. Laplace e A. Lavoisier. Un dispositivo simile viene utilizzato anche nel ramo della fisica nucleare, che studia le particelle elementari, ed è chiamato calorimetro a ionizzazione. Tuttavia, la funzione di questo dispositivo è misurare il potenziale energetico delle particelle.
Meccanismo moderno
La determinazione della capacità termica con un calorimetro moderno consente di registrare il valore in esame con una precisione compresa tra il dieci e il centesimo di punto percentuale. L'intervallo in cui questo dispositivo può funzionare varia da 0,1 a 3500 Kelvin. Il tipo di dispositivo calorimetro è molto vario. Può essere determinato dalla natura del processo studiato e dalla sua durata. Un altro parametro importante per determinare il tipo di meccanismo è l'intervallo di temperatura in cui vengono effettuate le misurazioni, nonché la quantità di calore misurata.
Determinare l'energia equivalente con un calorimetro può mostrare al soggetto la quantità di corpo che viene rilasciata durante la combustione di una risorsa combustibile. Ciò può essere fatto grazie all'espressione Q = C∆T, in cui C è l'indicatore termico (energetico) equivalente. Impostare i parametri di determinazione calibrando il dispositivo. Un'altra grandezza, ∆T, è funzione del segnale noto in uscita dal calorimetro.
Distribuzione per tipologia
È impossibile rispondere alla domanda su cosa sia un calorimetro senza familiarizzare con i suoi tipi.
Uno dei rappresentanti più comuni di tali dispositivi è il calorimetro integratore. Si intende determinare la quantità totale di calore Q che viene rilasciata all'inizio della reazione e alla sua fine.
Un altro noto calorimetro è un dispositivo per misurare la potenza termica, ovvero la velocità con cui viene rilasciato il calore - L. Possono anche essere suddivisi in base alla progettazione del meccanismo e alla metodologia di misurazione, all'approccio. Esistono anche calorimetri liquidi e solidi. Sono disponibili anche dispositivi singoli e differenziali.
Misurazione del calore
Cos'è un calorimetro in fisica? La definizione dice che si tratta di un dispositivo per misurare la quantità di calore generato. In questo caso, il calore rilasciato durante una reazione chimica può essere determinato solo utilizzando un calorimetro integratore liquido.
Il disegno è presentato sotto forma di un recipiente pieno di liquido (solitamente acqua). Contiene una camera per condurre un esperimento ("bomba calorimetrica"), un agitatore, un termometro e un dispositivo di riscaldamento.
Misure di sistemi calorimetrici
Eventuali modifiche al corso naturale del rilascio di calore del sistema possono essere rilevate quando uno qualsiasi dei suoi stati cambia. A loro volta, vengono determinati analizzando la quantità di calore introdotta nel dispositivo. La costante del calorimetro viene determinata prima dell'inizio del lavoro di misurazione e confrontata con il valore specificato e regolato. I dispositivi sono calibrati, grazie ai quali viene determinato il coefficiente. Deve essere moltiplicato per la variazione di temperatura del dispositivo misurata dal termometro.
Presenza di effetti collaterali
Infatti, i dati calorimetrici mostrano direttamente solo il numero totale di calori studiati nel processo. Puoi anche scoprirlo dalla presenza di un processo (o processi) secondario che potrebbe causare il fenomeno della miscelazione, dell'evaporazione del liquido, nonché la rottura di un'ampolla con sostanze, ecc. La determinazione della costante del calorimetro consente a una persona di accedere a un confronto di indicatori di cambiamento sullo sfondo di qualcosa. È con il suo aiuto che le informazioni vengono analizzate.
Il calore di una serie secondaria di processi deve essere determinato mediante l'esperienza o il calcolo, che è escluso dai risultati della ricerca. Un esempio di effetto collaterale è l'inevitabile scambio di calore tra il calorimetro e lo spazio e la materia circostanti.
Osservazioni isotermiche
Esiste un calorimetro integratore di tipo isotermico che permette di introdurre cambiamenti negli stati aggregativi dei corpi che costituiscono la parte principale del sistema. Un esempio è lo scioglimento di una massa di ghiaccio nella camera di ghiaccio di un calorimetro di Bunsen. Puoi scoprire la variazione di calore, che influenza lo stato di aggregazione, ma non provoca una variazione di temperatura, calcolando la massa della sostanza e la quantità di calore che sarebbe necessario spendere per questo.
Per determinare la capacità termica specifica di un calorimetro, è necessario sapere che è numericamente uguale alla quantità di calore spesa per riscaldare un'unità di massa di materia. La sua unità è J/kgƒK.
È importante ricordare che la capacità termica specifica è una caratteristica ambigua. Esiste una relazione tra le condizioni per il trasferimento di calore e il valore del lavoro che accompagna questo processo.
Tipo massiccio
Per determinare il valore di entalpia di una sostanza a temperature fino a 2500 gradi Celsius, vengono utilizzati integratori massicci. Il peso di questo tipo di calorimetro può variare a seconda del peso della sostanza da misurare, poiché la struttura è costituita da metalli. In realtà, questo è un blocco con una serie di rientranze per le navi. Contengono reazioni destinate a un dispositivo di riscaldamento e/o un termometro. Il prodotto del potere calorifico misurato dal calorimetro e la differenza di aumento della temperatura nel blocco ci mostra l'entalpia della sostanza o delle sostanze.
Fluire
È possibile determinare la capacità termica di un gas o di un liquido utilizzando un calorimetro a labirinto a flusso. Registra la differenza di temperatura che entra ed esce dai flussi stazionari della sostanza in studio. Determina anche la potenza di tale flusso e l'intensità del calore generato dal riscaldatore elettrico, in joule.
Strumento di misurazione della potenza
Rispondendo alla domanda su cosa sia un calorimetro, sarà importante menzionare lo scopo di questo dispositivo per determinare la potenza. Tale dispositivo, a differenza di un integratore, deve essere dotato di una significativa capacità di scambio termico. Ciò è necessario affinché possa rimuovere la quantità di calore che gli viene introdotta. Da ciò consegue che lo stato del calorimetro è in misura istantanea.
Il valore termico della potenza di processo viene rilevato utilizzando calorimetri a conchiglia. L'invenzione è stata fatta da un fisico francese, E. Calvet. Inizialmente, il meccanismo era presentato sotto forma di un blocco metallico dotato di canali. Su di essi sono state disposte speciali celle cilindriche destinate allo svolgimento del processo in studio. Il metallo utilizzato nella costruzione della fotocamera è il guscio. La sua temperatura dovrebbe essere mantenuta a un livello costante con una precisione compresa tra cinque e sei Kelvin.
La differenza tra la temperatura della cella e quella del blocco viene misurata utilizzando una termopila con un massimo di mille saldature. Gli indicatori della sua forza elettromagnetica e del trasferimento di calore della cella sono quantità proporzionali alla piccola differenza di temperatura che si verifica tra componenti come il blocco e la cella. In questo caso il calore deve essere rilasciato o assorbito nella cella stessa. Molto spesso tali blocchi contengono una coppia di celle che funzioneranno in modo differenziale.
Nome e classificazione
I nomi comuni dei calorimetri sono:
- per reazioni chimiche;
- bomba;
- tipo isotermico;
- tipo a bassa temperatura;
- tipo di ghiaccio.
Tutti hanno dati sull'origine storica. Di solito devono il loro nome all'area in cui verranno utilizzati. Tuttavia, questi nomi non si riferiscono a caratteristiche comparative o complete.
Il tipo generale di classificazione dei calorimetri è costruito considerando come base una delle tre quantità principali, separatamente o insieme. È l'approccio all'analisi degli indicatori che determina la tecnica di misurazione della temperatura, che ha:
- sistema calorimetrico Tc;
- sgusciare quello;
- la quantità di calore rilasciato L per unità di tempo (potenza termica).
I calorimetri con valori costanti di Tc e To sono di tipo isotermico, mentre i dispositivi in cui Tc = To sono detti adiabatici. Se il dispositivo funziona in condizioni con una differenza costante tra le temperature, viene chiamato calorimetro con un flusso costante di scambio di calore. Il meccanismo dell'isoperibolo ha una costante To e Tc è una funzione termica della potenza L.
Risultati finali
Esistono numerosi fattori che possono influenzare il risultato finale della misurazione. Uno di questi è la presenza di cambiamenti che influenzano il risultato finale. Ciò è dovuto all'affidabilità del set automatico di termoregolatori per un guscio isotermico o adiabatico. Nell'ultimo di essi, il valore della temperatura è determinato dalla sua vicinanza alle mutevoli condizioni dell'intero sistema calorimetrico. Questo design ha la leggerezza di uno schermo metallico ed è dotato di un dispositivo di riscaldamento che riduce il flusso e il valore del trasferimento di calore ad un certo livello al quale la temperatura del calorimetro cambierà solo di parti decimali di grado al minuto. Ciò può consentire di ridurre lo scambio termico che avviene durante un esperimento calorimetrico a valori estremamente bassi che possono essere trascurati.
I dispositivi discussi nell'articolo svolgono un ruolo enorme nella vita umana e sono uno dei risultati più significativi della scienza. La funzione principale del calorimetro è studiare i dati di variazione della temperatura e determinare la presenza di difetti nel processo di trasferimento del calore. Esistono vari modi per classificare questi dispositivi, associati a parametri specifici che differiscono nettamente tra loro. Un'ampia varietà di metalli può servire come materiale per la produzione, ad esempio ci sono calorimetri in rame, piombo, acciaio e altri. Oltre alle sostanze pure si possono utilizzare anche le leghe.
Dispositivo per misurare l'energia delle particelle.
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Sottotitoli
Calorimetri moderni
I moderni calorimetri funzionano nell'intervallo di temperatura compreso tra 0,1 e 3500 e consentono di misurare la quantità di calore con una precisione dello 0,01-10%. La progettazione dei calorimetri è molto varia ed è determinata dalla natura e dalla durata del processo studiato, dall'intervallo di temperatura a cui vengono effettuate le misurazioni, dalla quantità di calore misurato e dalla precisione richiesta.
Tipi di calorimetri
Calorimetro progettato per misurare la quantità totale di calore Q, rilasciato nel processo dall'inizio alla fine, viene chiamato calorimetro integratore
Calorimetro per misurare la potenza termica (velocità di rilascio del calore) l e i suoi cambiamenti nelle diverse fasi del processo - misuratore di potenza O calorimetro-oscilloscopio. In base alla progettazione del sistema calorimetrico e al metodo di misurazione, si distingue tra calorimetri liquidi e solidi, singoli e doppi (differenziali).
Integratore di calorimetro liquido
Un calorimetro integratore liquido a temperatura variabile con guscio isotermico viene utilizzato per misurare i calori della soluzione e i calori delle reazioni chimiche. È costituito da un recipiente contenente un liquido (solitamente acqua), che contiene: una camera per l'attuazione del processo in studio (“bomba calorimetrica”), un agitatore, un riscaldatore e un termometro. Il calore rilasciato nella camera viene quindi distribuito tra la camera, il liquido e le altre parti del calorimetro, la cui totalità è chiamata sistema calorimetrico del dispositivo.
Per i calorimetri liquidi, la temperatura isotermica del guscio viene mantenuta costante. Quando si determina il calore di una reazione chimica, le maggiori difficoltà sono spesso associate non alla presa in considerazione dei processi collaterali, ma alla determinazione della completezza della reazione e alla necessità di tenere conto di diverse reazioni.
Misure calorimetriche
Cambiare lo stato (ad esempio la temperatura) del sistema calorimetrico consente di misurare la quantità di calore introdotta nel calorimetro. Il riscaldamento del sistema calorimetrico viene registrato con un termometro. Prima di effettuare misurazioni, il calorimetro viene calibrato: la variazione di temperatura del sistema calorimetrico viene determinata quando gli viene impartita una quantità nota di calore (dal riscaldatore del calorimetro o come risultato di una reazione chimica nella camera con una quantità nota di calore) una sostanza standard). Come risultato della calibrazione, si ottiene il valore termico del calorimetro, cioè il coefficiente per il quale moltiplicare la variazione della temperatura del calorimetro misurata dal termometro per determinare la quantità di calore introdotta in esso. Il valore termico di tale calorimetro è la capacità termica (c) del sistema calorimetrico. Determinazione di un calore di combustione sconosciuto o di un'altra reazione chimica Q si tratta di misurare la variazione di temperatura Δ T sistema calorimetrico causato dal processo in studio: Q=cΔ T. Di solito il valore Q si riferisce alla massa della sostanza contenuta nella camera del calorimetro.
Processi collaterali nelle misure calorimetriche
Le misurazioni calorimetriche consentono di determinare direttamente solo la somma dei calori del processo in studio e di vari processi collaterali, come la miscelazione, l'evaporazione dell'acqua, la rottura di un'ampolla con una sostanza, ecc. È necessario determinare il calore dei processi collaterali sperimentalmente o mediante calcolo ed esclusi dal risultato finale. Uno dei processi collaterali inevitabili è lo scambio termico del calorimetro con l'ambiente attraverso l'irraggiamento e la conduzione termica. Per tenere conto dei processi collaterali e soprattutto del trasferimento di calore, il sistema calorimetrico è circondato da un involucro la cui temperatura è controllata.
Calorimetro integratore isotermico
In un calorimetro integratore di altro tipo, isotermico (a temperatura costante), il calore introdotto non modifica la temperatura del sistema calorimetrico, ma provoca un cambiamento nello stato aggregato del corpo che fa parte di questo sistema (ad esempio, il calorimetro di fusione di ghiaccio in un calorimetro di ghiaccio di Bunsen). La quantità di calore introdotto in questo caso viene calcolata dalla massa della sostanza che ha modificato lo stato di aggregazione (ad esempio, la massa del ghiaccio sciolto, che può essere misurata dalla variazione di volume della miscela di ghiaccio e acqua) e il calore della transizione di fase.
Calorimetro integratore massivo
Un calorimetro integratore massiccio viene spesso utilizzato per determinare l'entalpia delle sostanze ad alte temperature (fino a 2500 °C). Il sistema calorimetrico di questo tipo di calorimetro è un blocco di metallo (solitamente rame o alluminio) con rientranze per il recipiente in cui avviene la reazione, un termometro e un riscaldatore. L'entalpia di una sostanza si calcola come il prodotto del valore termico del calorimetro e della differenza nell'aumento di temperatura del blocco, misurato dopo aver fatto cadere nel suo nido un'ampolla con una certa quantità di sostanza, e quindi un'ampolla vuota riscaldata a la stessa temperatura.
Calorimetri a labirinto di flusso
La capacità termica dei gas, e talvolta dei liquidi, è determinata nel cosiddetto. calorimetri a labirinto di flusso - dalla differenza di temperatura all'ingresso e all'uscita di un flusso stazionario di liquido o gas, dalla potenza di questo flusso e dal calore Joule rilasciato dal riscaldatore elettrico del calorimetro.
Calorimetro - misuratore di potenza
Un calorimetro che funziona come misuratore di potenza, a differenza di un calorimetro integratore, deve avere un significativo scambio termico in modo che le quantità di calore introdotte al suo interno vengano rapidamente rimosse e lo stato del calorimetro sia determinato dal valore istantaneo della potenza termica processi. La potenza termica del processo si ricava dallo scambio termico tra calorimetro e guscio. Tali calorimetri, sviluppati dal fisico francese E. Calvet, sono un blocco metallico con canali in cui sono posizionate le celle cilindriche. Il processo oggetto di studio viene effettuato in cella; il blocco metallico svolge il ruolo di guscio (la sua temperatura viene mantenuta costante con una precisione di 10 −5 -10 −6 K). La differenza di temperatura tra la cella e il blocco viene misurata da una termopila con un massimo di 1000 giunzioni. Lo scambio termico della cella e la fem della termopila sono proporzionali alla piccola differenza di temperatura che si verifica tra il blocco e la cella quando il calore viene rilasciato o assorbito al suo interno. Molto spesso, due celle sono poste in un blocco, funzionando come un calorimetro differenziale: le termopile di ciascuna cella hanno lo stesso numero di giunzioni e quindi la differenza nella loro FEM consente di determinare direttamente la differenza nella potenza dei flussi di calore che entrano nel cellule. Questo metodo di misurazione consente di escludere distorsioni del valore misurato dovute a fluttuazioni casuali della temperatura del blocco. Su ciascuna cella vengono solitamente montate due termopile: una permette di compensare la potenza termica del processo in studio in base all'effetto Peltier, l'altra (indicatore) serve a misurare la parte non compensata del flusso di calore. In questo caso, il dispositivo funziona come un calorimetro di compensazione differenziale. A temperatura ambiente, tali calorimetri misurano la potenza termica dei processi con una precisione di 1 μW.
Nomi dei calorimetri
I nomi abituali dei calorimetri - “per una reazione chimica”, “bomba”, “isotermico”, “ghiaccio”, “bassa temperatura” - sono di origine storica e indicano principalmente il metodo e l'area di utilizzo dei calorimetri , senza costituirne né una descrizione completa né comparativa.
Classificazione generale dei calorimetri
Una classificazione generale dei calorimetri può essere costruita considerando tre principali variabili che determinano la tecnica di misura: temperatura del sistema calorimetrico Tc; temperatura della guaina A, che circonda il sistema calorimetrico; quantità di calore l, rilasciata nel calorimetro per unità di tempo (potenza termica).
Calorimetri con costanti Tc E A chiamato isotermico; Con Tc = A- adiabatico; calorimetro funzionante a differenza di temperatura costante Tc - A, detto calorimetro a scambio termico costante; per un calorimetro isoperibolo (chiamato anche calorimetro con guscio isotermico) la costante A, UN Tcè una funzione della potenza termica l.
Fattori che influenzano il risultato finale della misurazione
Un fattore importante che influenza il risultato finale della misurazione è il funzionamento affidabile dei termoregolatori automatici per gusci isotermici o adiabatici. In un calorimetro adiabatico, la temperatura del guscio è controllata in modo che sia sempre vicina alla variazione di temperatura del sistema calorimetrico. Il guscio adiabatico - uno schermo di metallo leggero dotato di riscaldatore - riduce così tanto lo scambio termico che la temperatura del calorimetro cambia solo di pochi decimillesimi di grado/min. Spesso ciò rende possibile ridurre il trasferimento di calore durante un esperimento calorimetrico a un valore insignificante che può essere trascurato. Se necessario, nei risultati delle misurazioni dirette viene introdotta una correzione per il trasferimento di calore, il cui metodo di calcolo si basa sulla legge del trasferimento di calore di Newton: la proporzionalità del flusso di calore tra il calorimetro e il guscio rispetto alla differenza delle loro temperature, se questa differenza è piccola (fino a 3-4 °C).
Per un calorimetro con guscio isotermico, i calori di una reazione chimica possono essere determinati con un errore fino allo 0,01%. Se le dimensioni del calorimetro sono piccole, la sua temperatura cambia di oltre 2-3 °C e il processo in studio è lungo, allora con un guscio isotermico la correzione per il trasferimento di calore può essere del 15-20% del valore misurato e significativamente limitare la precisione delle misurazioni. In questi casi è più opportuno utilizzare un guscio adiabatico.
Utilizzando un calorimetro adiabatico, la capacità termica delle sostanze solide e liquide viene determinata nell'intervallo da 0,1 a 1000 K. A temperature ambiente e inferiori, un calorimetro adiabatico, protetto da una camicia a vuoto, viene immerso in un pallone Dewar riempito con elio liquido , idrogeno o azoto. A temperature elevate (superiori a 100 °C), il calorimetro viene posto in un forno elettrico controllato termostaticamente.
"Convezione" - Il processo di miscelazione. Convezione termogravitazionale. Convezione. Convezione naturale. Tipi di convezioni dovuti al loro verificarsi. Cos'è la convezione? Esistono due tipi di convezione. Tipi di convezioni. Il movimento della materia è causato dall'azione di alcune forze esterne. Trasferimento di calore. Convezione forzata. Fenomeni atmosferici.
“Tecnologia chimica dei carburanti” - Carburanti per motori a reazione. Gas. Numero di cetano. Benzine. Determinazione calcolata della frequenza centrale. Numeri di ottano dei vari gruppi di idrocarburi. Paraffine e ceresine. Metodi di calcolo. La tendenza dei carburanti a esplodere. Carburanti diesel. Infiammabilità. Turbina a gas e combustibile per caldaie. Fondamenti teorici della tecnologia chimica.
“Energia interna” - Materiali con scarsa conduttività termica. Energia interna. Particelle di materia. Anche l'energia aumenta con la deformazione. Corpi riscaldati. L'energia interna diminuisce. Scaldare un cucchiaio in acqua bollente. Tipi di trasferimento di calore. Metalli. In quale stato di aggregazione si trova il corpo? Energia meccanica.
“Calcolo della quantità di calore” - Determinazione della quantità di calore. Quantità di calore. Risoluzione dei problemi. Formula per calcolare la quantità di calore. Ripetizione. Calcolo della quantità di calore. Imparare nuovo materiale. Risolvere problemi. Risolvere il problema. Quanto calore è necessario per il riscaldamento. Differenza. Cosa mostra la capacità termica specifica di una sostanza?
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“Quantità di calore” - Q – calore ricevuto dal corpo. Scambio di calore. La storia dell'emergere dei concetti. Qual è la quantità di calore? Quantità di calore. Dispositivo per misurare la quantità di calore. Calorimetri moderni. J. Joule, fisico inglese che studiò i fenomeni termici. Calorimetro. Calorimetro adiabatico ad alta precisione.
Ci sono un totale di 30 presentazioni nell'argomento
Calorimetro, m. calor – calore e greco. metron – misura] (fisico). Dispositivo per misurare la quantità di calore. Ampio dizionario di parole straniere
Gli scienziati hanno iniziato a misurare la quantità di calore molto prima che il concetto di energia apparisse in fisica. Quindi è stata istituita un'unità speciale per misurare la quantità di calore - calorie (cal).
Una caloria è la quantità di calore necessaria per riscaldare \(1\) g di acqua di \(1\)°C.
\(1\) cal \(= 4.19\) J \(≈ 4.2\) J.
Il termine “caloria” (dal latino “calor” - calore) fu introdotto nell'uso scientifico dal chimico francese Nicolas Clément-Desormes (\(1779-1842\)).
Nicolas Clément-Desormes
La sua definizione di caloria come unità di calore fu pubblicata per la prima volta nel 1824 sulla rivista Le Producteur e apparve nei dizionari francesi nel 1842.
Tuttavia, molto prima che apparisse questo termine, il primo calorimetri - strumenti per misurare il calore.
Il primo calorimetro fu inventato dal chimico inglese Joseph Black, che nel \(1759-1763\) lo usò per determinare le capacità termiche di varie sostanze, il calore latente di scioglimento del ghiaccio e l'evaporazione dell'acqua.
Giuseppe Nero
I famosi scienziati francesi Antoine Laurent Lavoisier (\(1743-1794\)) e Pierre Simon Laplace (\(1749-1827\)) approfittarono dell'invenzione di D. Black.
Antoine Laurent Lavoisier
Pierre Simon Laplace
Nel \(1780\) iniziarono una serie di esperimenti calorimetrici che permisero di misurare l'energia termica.
Questo concetto si ritrova già nel XVIII secolo nelle opere del fisico svedese Johann Karl Wilcke (1732-1796), che studiò i fenomeni elettrici, magnetici e termici e pensò a equivalenti in cui si potesse misurare l'energia termica.
Johann Karl Wilcke
Il dispositivo, che in seguito cominciò a essere chiamato calorimetro, fu utilizzato da Lavoisier e Laplace per misurare la quantità di calore rilasciata in vari processi fisici, chimici e biologici. A quel tempo non esistevano termometri precisi, quindi per misurare il calore era necessario ricorrere a degli stratagemmi.
Il primo calorimetro era ghiacciato. La camera cava interna, dove veniva posto un oggetto che emetteva calore (ad esempio un topo), era circondata da una giacca piena di ghiaccio o neve. E la giacca di ghiaccio, a sua volta, era circondata dall'aria in modo che il ghiaccio non si sciogliesse sotto l'influenza del calore esterno. Il calore dell'oggetto all'interno del calorimetro ha riscaldato e sciolto il ghiaccio. Pesando l'acqua di fusione che scorreva dalla giacca in un recipiente speciale, i ricercatori hanno determinato il calore generato dall'oggetto.
Qualsiasi cambiamento termico sperimentato da qualsiasi sistema materiale, cambiando il suo stato, avviene nell'ordine inverso, quando il sistema ritorna al suo stato originale.
In altre parole, per decomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno, è necessario spendere la stessa quantità di energia che viene rilasciata quando l'idrogeno reagisce con l'ossigeno per formare acqua.
Nello stesso anno (1780), Lavoisier mise una cavia nel calorimetro. Il calore del suo respiro scioglieva la neve sulla sua camicia. Poi seguirono altri esperimenti, che furono di grande importanza per la fisiologia.
Fu allora che Lavoisier espresse l'idea che il respiro di un animale è simile alla combustione di una candela, grazie alla quale viene mantenuto il necessario apporto di calore nel corpo. Fu anche il primo a collegare le tre funzioni più importanti di un organismo vivente: respirazione, nutrizione e traspirazione (evaporazione dell'acqua). Apparentemente, da allora hanno iniziato a parlare del fatto che il cibo brucia nel nostro corpo.
Nel \(XIX\) secolo, grazie agli sforzi del famoso chimico francese Marcelin Berthelot (\(1827-1907\)), che pubblicò più di 200 lavori sulla termochimica, la precisione dei metodi calorimetrici aumentò notevolmente e gli strumenti più avanzati apparvero: un calorimetro ad acqua e una bomba calorimetrica sigillata.
Marcelin Berthelot
Quest'ultimo dispositivo è particolarmente interessante per noi perché può misurare il calore rilasciato durante reazioni molto veloci: combustione ed esplosione.
Un campione della sostanza secca in esame viene versato in un crogiolo, posto all'interno della bomba e il recipiente viene chiuso ermeticamente. La sostanza viene quindi accesa con una scintilla elettrica. Brucia, cedendo calore all'acqua nella camicia d'acqua circostante. I termometri consentono di registrare con precisione le variazioni della temperatura dell'acqua.
In un calorimetro simile, negli anni '30 del XIX secolo, il famoso chimico tedesco Justus von Liebig (\(1803-1873)) condusse i suoi primi esperimenti con il cibo, il quale condivideva le idee di Lavoisier secondo cui il cibo è combustibile per il corpo, come la legna da ardere per il corpo. stufa.
Justus von Liebig
