Calorimetru este un dispozitiv destinat să măsoare de căldură schimburi (energia calorică, din latinescul CALOR căldură sens). Acest schimb poate avea loc între mai multe corpuri, implicând schimbări de stare sau reacții chimice . Calorimetrul constituie un sistem termodinamic izolat , ceea ce implică faptul că nu există schimb de materie și energie (lucru sau căldură) cu mediul extern. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că nu există un transfer de căldură între diferitele părți ale ansamblului calorimetric (compuși obiectul studiului, accesorii și perete calorimetru etc.).
Benjamin Thompson , contele de Rumford, fizician american, a fost primul fizician preocupat de determinarea puterii calorifice a combustibililor. Dispozitivul pe care l-a folosit a fost numit „ calorimetrul Rumford ”.
Rumford calorimetrului constă dintr - o cutie de cupru de înălțime mică la partea de jos , care circulă o țeavă , care la un capăt comunică cu o pâlnie răsturnată plasată sub cutia și la celălalt cu o conductă verticală , care se ridică la o anumită înălțime. Pentru a utiliza acest dispozitiv, cutia este umplută cu apă la o anumită temperatură și fumul combustibilului este trecut prin bobină, care este arsă sub pâlnie, cunoscând apoi greutatea combustibilului ars, greutatea combustibilului. conținută în cutie, creșterea temperaturii și greutatea cutiei, putem deduce căldura dezvoltată de o greutate dată a combustibilului .
Calorimetrul lui Antoine Lavoisier (sau calorimetrul Lavoisier- Laplace ) este un aparat similar pentru măsurarea căldurii prin măsurarea masei de gheață topită. A fost format din trei compartimente cilindrice concentrice și 2 robinete. Procesul a constat în plasarea unui izvor fierbinte într-un compartiment poros central, în timp ce al doilea și ultimul compartiment au fost umplute cu gheață fină. Căldura degajată de sursă a topit o anumită cantitate de gheață în al doilea compartiment, care a fost colectată de jos (supapa inferioară). Stratul cel mai exterior de gheață a servit la „izolarea” experienței prin captarea căldurii externe. Apa produsă a fost evacuată printr-un robinet lateral. Odată cu căldura latentă de fuziune a gheții determinată anterior, măsurarea cantității de gheață topită a dat cea a căldurii furnizate de sursă până la echilibru termic.
Acestea sunt în principal, în funcție de natura compușilor și de transformările studiate, dispozitive adecvate:
Pentru a putea determina o căldură de transformare sau reacție, nu trebuie să depindă de modul de procedare. Prin urmare, această căldură trebuie să fie egală cu variația unei funcții de stare .
Un nanocalorimetru a fost dezvoltat de Universitatea din Montreal ( Canada ) pentru a măsura schimburile de căldură la scara moleculelor și a nanostructurilor de pe o suprafață ordonată.
Calorimetrul Tewarson, numit și FPA (pentru aparatul de propagare a incendiilor ), aparține categoriei calorimetrelor mari de laborator. Conceptul său a apărut la mijlocul anilor 1970 sub conducerea Archibald Tewarson de la Factory Mutual Research . Face posibilă studierea comportamentului la foc al materialului prin probe de aproximativ zece centimetri, cântărind între 30 și 50 g . În special, măsoară pierderea de masă a probei, debitele de căldură bazate pe consumul de oxigen și producția de oxizi de carbon, opacitatea fumului sau concentrația diferiților poluanți în emisiile gazoase.
Pentru aceasta, dispozitivul este format din două părți. O bază care stabilizează dispozitivul și care include diverse sisteme de injecție, o balanță și patru încălzitoare cu infraroșu care permit aplicarea unui flux radiativ cuprins între 0 și 60 kW / m 2 . Partea superioară a dispozitivului este dedicată analizei fumurilor care sunt mai întâi diluate cu aer la nivelul unei hote conice. După această capotă, care constituie intrarea în sistemul de recuperare a gazelor, fumurile sunt omogenizate și apoi trec prin diferite dispozitive de măsurare destinate să asigure echilibrele de masă ale arderii.
În Franța, acest dispozitiv a fost utilizat în principal de INERIS din 2000.