Kalorimetre Lukáš Plazák

Kalorimetre Zariadenia využívané na meranie zmeny energie pri chemických reakciách fyzikálnych procesoch a tepelných kapacít.

Typy kalorimetrov Kalorimetre pracujúce pri konštantnom tlaku Zmiešavací Adiabatický Reakčný Bombový kalorimeter Diferenciálny skenovací kalorimeter Izotermický titračný RTG mikrokalorimeter Kalorimetre v časticovej fyzike Hadrónový Elektromagnetický

Prvý kalorimeter Ľadový kalorimeter Použitý v zime 1782-83 Antoine Lavoisier and Pierre-Simon Laplace

Kalorimetre pracujúce pri konštantnom tlaku Meria sa zmena entalpie Najznámejší je zmiešavací kalorimeter

Zmiešavací kalorimeter tepelne izolovaná nádoba s miešačkou a teplomerom Používa sa na experimentálne určenie mernej tepelnej kapacity. V roku 1892 ho zostrojil nemecký vynálezca a konštruktér Hugo Junkers

Adiabatický kalorimeter „runaway“ reakcie Exotermické reakcie – zmena vnútornej energie – zmena teploty – zmena reaktivity – reakcia sa vymyká z pod kontroly – možný výbuch termoska

Reakčný kalorimeter V uzavretej izolovanej nádobe prebieha chemická reakcia. Meria sa uvoľňovaná energia a celková uvoľnená energia je preintegrovaný nameraný tepelný tok za čas. Štandardne používané v priemysle za predpokladu konštantnej teploty.

Bombový kalorimeter Konštantný objem Zmena tlaku – zmena teploty oceľového plášťa - zmena teploty kvapaliny okolo plášťa Energia výbuchov, spaľovania...

Diferenciálny skenovací kalorimeter Teplo sa prenáša vedením zo vzorky, umiestnenej v kovovej nádobe (hliníkovej), a z prázdnej nádoby. Obe sú umiestnené na platni so známym(okalibrovaný) tepelným odporom K. Teplota kalorimetra rastie lineárne s časom (riadené) .

Odber tepla nádoby so vzorkou je väčší (závisí od tepelnej kapacity). Zmena toku tepla – rozdielne teploty na platni. Teplotný rozdiel meraný termočlánkom. Pri náhlom pohltení väčšieho množstva energie(topenie) sa zjaví pík - Preintegrovaním píku sa získa teplo spotrebované pri topení

Izotermický titračný kalorimeter biochémia určenie termodynamických parametrov reakcií (gibbsova energia, entalpia, entropia) ΔG = -RTlnK = ΔH-TΔS študovanie spájania kratších molekúl do makromolekúl. určenie väzbovej afinity

RTG mikrokalorimeter pohlcovanie fotónov absorbátorom. pohltená energia fotónov– zmena teploty. vysoká citlivosť vďaka chladeniu využitie v astronómii

Kalorimetre v časticovej fyzike súčasť detektora meranie energie častíc - úplná absorpcia detekcia nabitých aj neutrálnych častíc tvorenie elektromagnetickej alebo hadrónovej spŕšky pri prelete častice.

Elektromagnetický kalorimeter meranie energie elektrónov, pozitrónov a fotónov striedajúce sa vrstvy olova a plynu plynové vrstvy slúžia ako dráhové detektory keď elektrón, pozitrón alebo fotón vstúpi do olovenej vrstvy, sú vyprodukované spŕšky tvorené sekundárnymi časticami. tieto spŕšky sú detekované v okolitých priestoroch naplnených plynom za vznik sekundárnych častíc sú zodpovedné elektromagnetické interakcie. Energiu vstupujúcej častice je možné spočítať na základe merania ionizácie v plyne

Hadrónový kalorimeter Prelet častíc – silná interakcia – sekundárne častice Sekundárne častice – interakcia – nové častice – kaskáda Strata energie, ionizácia Striedajúce sa vrstvy – absorbátor, scintilátor Masívnejšie ako EM kalorimetre