Czym jest kalorymetr ?
Kalorymetr, często nazywany także bombą kalorymetryczną to urządzenie służące do wyznaczenia ciepła spalania, czyli wartości opałowej brutto.
W uproszczeniu, kalorymetr pozwala na określenie ciepła powstającego w trakcie spalania 1 g próbki w zamkniętym naczyniu ciśnieniowym (bombie kalorymetrycznej) pod ciśnieniem 30 bar, tlenu i w kontrolowanej temperaturze. Ciepło uwalniane w trakcie procesu mierzone jest w warunkach wykluczających wpływ energii na układ pomiarowy oraz uwolnienie się ciepła z układu pomiarowego.
Jednym z istotnych parametrów, wpływających na system pomiarowy bazujący na kalorymetrze, jest klimat pomieszczenia pomiarowego. Kalorymetr powinien być używany w pomieszczeniu klimatyzowanym (kontrolowane parametry). Unikać należy takich czynników jak bezpośrednie nasłonecznienie, inne źródła ciepła znajdujące
się w pobliżu jednostki lub strumieni powietrza. Komora pomiarowa kalorymetru powinna pracować w zakresie temperatury samego pomieszczenia. Naczynie kalorymetru "bomba kalorymetryczna", służące do spalania próbki, jest umieszczone w płaszczu wodnym. Jest to wewnętrzne naczynie kalorymetru. Czujniki temperatury PT 1000 umożliwiają pomiar zmiany temperatury wody z rozdzielczością sięgającą 0,0001 K. Wewnętrzne naczynie
jest otoczone zewnętrznym naczyniem (płaszczem), także wypełnionym wodą. Płaszcz wodny może być kontrolowany na wiele sposobów. W zależności od rodzaju kontroli tego
płaszcza w trakcie pomiaru, metoda pomiarowa określana jest jako adiabatyczna lub izoperiboliczna.
Kalorymetr adiabatyczny
W przypadku kalorymetru adiabatycznego, temperatura naczynia zewnętrznego (Tov) jest identyczna z temperaturą naczynia wewnętrznego (Tiv) w trakcie trwania całego eksperymentu. Warunki te są zbliżone do "idealnej izolacji". Stabilizacja temperatury uzyskiwana jest przed rozpoczęciem procesu
spalania próbki i utrzymywana w trakcie jego trwania. Porównując z kalorymetrem
izoperibolicznym nie ma konieczności wykonywania obliczeń korekcyjnych.
Kalorymetr izoperiboliczny
Kalorymetr izoperiboliczny wyróżnia się tym, że temperatura w naczyniu zewnętrznym (Tov) jest stała w trakcie trwania całego eksperymentu. Uniemożliwia to uzyskanie warunków "idealnej izolacji". Występują bowiem małe wahania temperatury. Współczynnik korekcyjny (poprawki Regnaulta-
Pfaundlera ξ) jest obliczany po zakończeniu eksperymentu i uwzględnia te wahaniatemperatury.
Kalorymetr statyczny
Trzecim rodzajem są tzw. kalorymetry statyczne, które nie posiadają kontrolowanego płaszcza lub mogą nie używać wody. W tym przypadku, zewnętrzne naczynie jest połączeniem komory ciśnieniowej, warstwy izolacyjnej powietrza oraz obudowy kalorymetru . Płaszcz nie jest kontrolowany i nie wypełnia się go wodą. Płaszcz jest więc elementem statycznym. Ocena zmiany temperatury
wewnętrznego naczynia takiego kalorymetru pozwala na stwierdzenie, że zachowuje się on tak samo, jak kalorymetr izoperiboliczny. Można także zastosować tę samą poprawkę Regnaulta Pfaundlera, która określana jest dla kalorymetru izoperibolicznego (patrz umieszczony na stronie 7
wykres temperatury i czasu dla kalorymetru
izoperibolicznego).
