Comprendre la calorimétrie pour mesurer le transfert de chaleur

Calorimétrie est une méthode de mesure du transfert de chaleur dans une réaction chimique ou d'autres processus physiques, comme un changement entre différents états de la matière.

Le terme "calorimétrie" vient du latin calor ("chaleur") et grec métron ("mesurer"), cela signifie donc "mesurer la chaleur". Les appareils utilisés pour effectuer des mesures de calorimétrie sont appelés calorimètres.

Comment fonctionne la calorimétrie

La chaleur étant une forme d'énergie, elle suit les règles de conservation de l'énergie. Si un système est confiné dans une isolation thermique (en d'autres termes, la chaleur ne peut pas entrer ou sortir du système), alors toute énergie thermique qui est perdue dans une partie du système doit être gagnée dans une autre partie du système.

Si vous avez un bon thermos à isolation thermique, par exemple, qui contient du café chaud, le café restera chaud tout en étant scellé dans le thermos. Si, cependant, vous mettez de la glace dans le café chaud et que vous la refermez, lorsque vous l'ouvrirez plus tard, vous constaterez que le café a perdu de la chaleur et que la glace a gagné de la chaleur ... et fondue en conséquence, ce qui dilue votre café!

Supposons maintenant qu'au lieu de café chaud dans un thermos, vous aviez de l'eau à l'intérieur d'un calorimètre. Le calorimètre est bien isolé et un thermomètre est intégré au calorimètre pour mesurer avec précision la température de l'eau à l'intérieur. Si nous mettions ensuite de la glace dans l'eau, elle fondrait, comme dans l'exemple du café. Mais cette fois, le calorimètre mesure continuellement la température de l'eau. La chaleur quitte l'eau et pénètre dans la glace, la faisant fondre, donc si vous regardiez la température sur le calorimètre, vous verriez la température de l'eau chuter. Finalement, toute la glace serait fondue et l'eau atteindrait un nouvel état d'équilibre thermique, dans lequel la température ne changerait plus.

À partir du changement de température dans l'eau, vous pouvez ensuite calculer la quantité d'énergie thermique nécessaire pour provoquer la fonte de la glace. Et ça, mes amis, c'est la calorimétrie.