Fysiikan alalla jotkin kemialliset tai fysikaaliset prosessit absorboivat tai lähettävät lämpöä. Nämä prosessit ovat mitattavissa ja niiden mittaamiseen liittyvä alue on kalorimetria.
Keskeiset käsitteet
Lämpötila on ominaisuus ja sen avulla määräytyy kahden eri järjestelmän välinen lämpötasapaino. Energiavirtaa, joka siirtyy kahden järjestelmän välillä, kutsutaan lämmöksi. Toisin sanoen lämpö on energiaa, joka siirtyy kahden järjestelmän tai kappaleen välillä, jotka ovat eri lämpötiloissa. Tämä virtaus tapahtuu aina korkeamman lämpötilan kappaleesta alhaisemman lämpötilan kappaleeseen.
Lämpöä voidaan siirtää useilla tavoilla: säteilyn, johtumisen tai konvektion kautta. Useimmissa todellisissa prosesseissa kaikki nämä ilmiöt ovat läsnä enemmän tai vähemmän.
Kehon lämpökapasiteetti ilmaisee syötetyn lämmön määrän ja sitä vastaavan lämpötilan nousun välistä suhdetta. Tämän parametrin ilmaisemiseen voidaan käyttää eri yksiköitä: jouleina lämpöä ja kelvin-asteita lämpötilan mittaamiseen, kaloreina ja Celsius-asteina tai brittiläisenä lämpöyksikkönä (BTU) ja Fahrenheit-asteina.
Toisaalta kappaleen ominaislämpö ilmaisee materiaalin lämpökapasiteetin ja kappaleen massan välistä suhdetta. Ominaislämmön ilmaisemiseen käytetyt yksiköt ilmaistaan jouleina, kilogrammoina ja kelvin-asteina.
Toisaalta käytetään myös toista järjestelmää: lämmön määrä ilmaistaan kaloreina, massa grammoina ja lämpötila celsiusasteina.
Jos otamme referenssinä veden ominaislämpöä, sen koostumus on seuraava: 1 kalori / gramma x celsiusaste.
Tuntevan lämmön käsite viittaa lisätyn tai poistetun lämmön määrään, joka aiheuttaa lämpötilan muutoksen.
Toisaalta piilevän lämmön käsite viittaa kehossa tapahtuvaan tilanmuutokseen (esimerkiksi veden siirtyessä nestemäisestä kaasumaiseen tilaan tapahtuu tilamuutos, mutta ei lämpötila).
Kalorimetrian käytännön sovellukset
Kalorimetrissä on laite kehon lämpötilan mittaamiseen sekä seinä, joka estää lämmön siirtymisen muihin suuntiin. Tämä laite näyttää tasapainolämpötilan kahden aineen välillä, joilla on eri lämpötila.
Kalorimetrien käyttöä käytetään loogisesti lämpötehon mittaamiseen hyvin erilaisissa olosuhteissa: elintarvikealalla tuotteen laadun arvioinnissa, palavan jätteen termodynaamisissa tutkimuksissa tai energiatasapainon tuntemisessa ekologisissa tutkimuksissa.
Kuva: Fotolia - Morphart
