+86-312-6775656

Què és un calorímetre de bomba d'isoperibol i com mesura el poder calorífic?

Aug 06, 2026

Quan un proveïdor de carbó indica un contingut de calor de 25.000 kJ/kg, o un full d'especificacions dièsel indica un poder calorífic brut de 45,5 MJ/kg, o un laboratori de seguretat contra incendis certifica un material de construcció segons ISO 1716 -, cada un d'aquests números es remunta a un calorímetre de bomba d'oxigen. I per a la majoria de laboratoris moderns, l'instrument que fa el treball és un calorímetre de bomba isoperibol.

El principi de mesura no ha canviat en més d'un segle. Una mostra pesada amb precisió - unes dècimes de gram de carbó o un parell de mil·lilitres de combustible - es segella dins d'una bomba pesada d'acer inoxidable, que després es pressuritza amb oxigen pur a uns 30 bar. La bomba es troba en una galleda d'aigua i un fil de platí fusionat a la mostra encén el material. La combustió completa allibera calor, la qual cosa augmenta la temperatura de la bomba, l'aigua i la galleda. Mesureu l'augment de temperatura, apliqueu la capacitat calorífica coneguda de l'instrument i obtindreu el poder calorífic brut - la calor total alliberada en cremar la mostra a volum constant.

La part "isoperibol" és la que separa els instruments moderns dels seus avantpassats més simples. En grec, isoperibol significa "entorn constant". La bomba i la galleda estan envoltades per una jaqueta d'aigua que es manté a una temperatura constant durant tota la carrera -, normalment entre ±0,01 graus . Com que la galleda comença a prop de la temperatura ambient i s'escalfa només uns pocs graus durant la combustió, una quantitat petita i calculable de calor es filtra a través del límit-de la jaqueta. L'instrument mesura la temperatura de la jaqueta contínuament, aplica una correcció de refredament matemàtica (la correcció Regnault-Pfaundler en la majoria de les implementacions) i arriba a un augment de temperatura corregit que té en compte cada joule de calor intercanviat amb l'entorn.

El que fa que l'isoperibol sigui el cavall de batalla de la calorimetria industrial és l'equilibri que aconsegueix. Els sistemes totalment adiabàtics fan un seguiment de la temperatura de la jaqueta perquè coincideixi amb la galleda, eliminant la correcció però afegint complexitat mecànica i tirades més lentes. Els sistemes de jaqueta-estàtica, sense cap control de temperatura, són més senzills, però requereixen correccions més grans i un control ambiental acurat. Una unitat d'isoperibol controla la jaqueta amb un escalfador elèctric i un termòmetre, realitza una prova completa de carbó o combustible en uns 8 a 12 minuts i ofereix una repetibilitat en ±50 J/g - còmodament dins dels requisits de ASTM D5865 per al carbó, ASTM D240 per a combustibles líquids i ISO 1716 per a materials de construcció.

Enviar la consulta