Anche se la letteratura scientifica riporta di esperienze rudimentali di calorimetria fin dalla fine del XVII secolo, si può dire che tale tecnica sia nata nella seconda metà del 1700 con le esperienze di Laplace e di Lavoisier. Ancora a fine del 1700 si credeva che il calore fosse un fluido detto ''fluido calorico''.
Il primo calorimetro per misurare questa quantità, (poi associata a una forma di energia) fu il calorimetro a ghiaccio. Inventato da Lavoisier e Laplace nel 1780, ha consentito le prime misure quantitative del calore sviluppato nelle transizioni di fase e in alcune reazioni chimiche.
Questo strumento a causa della scarsa sensibilità e precisione fu poi perfezionato con il calorimetro di Bunsen, inventato dal fisico tedesco Robert Wilhelm Bunsen a cui si deve il nome dello strumento.
Importante è inoltre, il calorimetro ad acqua inventato da Regnault che non si basava più su variazioni di volume ma di temperatura. Anch'esso migliorato dalla bomba calorimetrica inventata da Marcelin Berthelot e Paul Vielle, che velocizzò le analisi e migliorò la precisione delle misure. In particolare, la bomba calorimetrica, inventata nel 1879/1880 è usata per determinare il potere calorifero di sostanze liquide e solide, mentre per i gas viene usata il calorimetro di Junker, strumento inventato da Hugo Junkers nel 1892.
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