Calorimètre

Calorimètre, dispositif permettant de mesurer la chaleur développée au cours d’une réaction mécanique, électrique ou chimique, et de calculer la capacité thermique des matériaux.

Les calorimètres ont été conçus dans une grande variété. Un type très répandu, appelé calorimètre à bombe, consiste essentiellement en une enceinte dans laquelle se produit la réaction, entourée d’un liquide, comme l’eau, qui absorbe la chaleur de la réaction et dont la température augmente ainsi. La mesure de cette élévation de température et la connaissance du poids et des caractéristiques thermiques du récipient et du liquide permettent de calculer la quantité totale de chaleur produite.

La conception d’un calorimètre à bombe typique est présentée sur la figure. Le matériau à analyser est déposé à l’intérieur d’un récipient de réaction en acier appelé bombe. La bombe en acier est placée dans un seau rempli d’eau, qui est maintenue à une température constante par rapport à l’ensemble du calorimètre à l’aide d’un chauffage et d’un agitateur. La température de l’eau est contrôlée à l’aide d’un thermomètre muni d’un oculaire grossissant, ce qui permet d’effectuer des relevés précis. Les pertes de chaleur sont minimisées en insérant un espace d’air entre le seau et une enveloppe isolante extérieure. Des fentes situées au sommet de la bombe en acier permettent aux fils d’allumage et à une alimentation en oxygène de pénétrer dans le récipient, deux éléments essentiels au démarrage de la réaction chimique. Lorsqu’un courant électrique passe dans la bobine d’allumage, une réaction de combustion se produit. La chaleur dégagée par l’échantillon est largement absorbée par l’eau, ce qui entraîne une augmentation de la température. Les calorimètres à bombe ont été développés au point que les chaleurs de combustion des matériaux organiques peuvent être mesurées avec des résultats reproductibles à 0,01 pour cent près.

.