22.2. Классификация калориметров

Классификация калориметров может быть самой различной.

Примером классификации по виду измеряемой величины являются калориметры для определения энергии космических частиц (ионизационные), калориметры для измерения энергии рентгеновского и радиоактивного излучения, калориметры для измерения энтальпий химических реакций, калориметры для измерения теплоемкости и теплот фазовых переходов.

В рамках другой классификации калориметры делят на две основные группы: одна - по имени конструктора калориметра, другая - по методу измерения теплоты. Калориметры Бунзена, Кальве - пример одной группы, изотермические и неизотермические - пример другой группы.

В основу современной классификации калориметров положены три признака: метод измерения, режим измерения, принцип конструкции прибора. Среди методов измерения для классификации выделяют следующие: компенсация фазовым переходом, компенсация термоэлектрическим эффектом, измерение разности температур, измерение локальной разности температур. Среди режимов измерений с этой же целью выделяют: изотермический ( и постоянны), изопериболический ( = const, а ), адиабатический ( ), сканирующий ( ). По принципу конструкции выделяют калориметры с одной калориметрической системой или с двумя.

Однако даже такая многопараметрическая классификация не исчерпывает всего многообразия конструкций калориметров. В ней не нашел отражения, например, такой признак, как способ осуществления взаимодействия компонентов: дискретная их подача или непрерывная. Примером последней являются проточные калориметры.

Именно наблюдаемое изменение системы послужило для деления калориметров на изотермические и неизотермические. Если в неизотермических калориметрах измеряемой величиной является изменение температуры, то в изотермических количество калориметрического вещества, претерпевшего фазовый переход, или мощность электрического тока, затраченная на компенсацию теплового эффекта.

Развитие калориметрии - это цепь изобретений, сделанных учеными. Современный этап калориметрии характеризуется тем, что на смену уникальным лабораторным калориметрам приходят серийно выпускаемые, не уступающие по точности лучшим лабораторным образцам, реализующие многие перечисленные ниже идеи.

Создание особого направления в калориметрии - микрокалориметрии - базируется на идеях, заложенных М. Тианом и Е. Кальве. Дифференциально - сканирующие калориметры самых различных конструкций - наиболее быстро развивающееся направление в калориметрическом приборостроении - пример использования метода непрерывного нагрева, предложенного С. Сайксом для измерения истинных теплоемкостей при высоких температурах.

За делением калориметров на изотермические и неизотермические скрывается их принципиальное отличие в способе передачи размера единицы измерения - джоуля. Все неизотермические калориметры требуют проведения такой метрологической процедуры, как градуировка. Изотермические калориметры, напротив, такой градуировки не требуют. Таким образом, с помощью изотермических калориметров производят абсолютные измерения тепловых эффектов, а с помощью неизотермических - относительные измерения.