Կալորաչափություն

Կալորաչափություն կամ կալորիմետրիա, քիմիական, ֆիզիկական և կենսաբանական գործընթացներն ուղեկցող ջերմային երևույթների չափման եղանակների ամբողջություն։

Կալորաչափության եղանակով որոշվում են ֆազային անցումների (հալման, եռման և այլն) ջերմությունները, մարմինների ջերմունակությունները, մագնիսացման, լուծման, սորբման, քիմիական ռեակցիաների (օրինակ՝ այրման), կենդանի օրգանիզմներում նյութափոխանակության ջերմային էֆեկտները, որոշ դեպքերում՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման, միջուկային գործընթացների էներգիաները և այլն։

Կալորաչափության մեջ կիրառվող սարքերը կոչվում են կալորաչափեր։ 400 K (սահմանը պայմանական է) և ավելի բարձր ջերմաստիճանների տիրույթում կոչվում է բարձր ջերմաստիճանային, հեղուկ ազոտի, ջրածնի և հելիումի ջերմաստիճանների տիրույթում՝ ցածր ջերմաստիճանային։ Կալորաչափման արդյունքներն ունեն գործնական կիրառություն ջերմատեխնիկայում, մետալուրգիայում, քիմիական տեխնոլոգիայում։ Դրանցից օգտվում են հաշվարկելու համար ջերմության այն քանակությունները, որոնք պահանջվում են տեխնոլոգիական տարբեր գործընթացներում նյութերը տաքացնելիս, հալելիս կամ գոլորշիացնելիս, քիմիական ռեակցիաների ընթանալու սահմանները և պայմանները որոշելիս։ Կալորաչափումների օգնությամբ որոշում են տարբեր միներալների կայունության տիրույթները և պարզում ապարներում դրանց համատեղ գոյության պայմանները։

Ցածր ջերմաստիճանային կալորաչափության տվյալները կիրառում են ցածր ջերմաստիճաններում պինդ մարմինների և հեղուկների մեխանիկական, մագնիսական և էլեկտրական երևույթներն ուսումնասիրելու, ինչպես նաև թերմոդինամիկական ֆունկցիաները (օրինակ՝ նյութերի էնտրոպիան, էնթալպիան) հաշվելու համար։

Կենսաբանության մեջ կալորաչափությունը կիրառում են օրգանիզմի կենսագործունեությանն ուղեկցող գործընթացների ջերմային էֆեկտները չափելու համար։ Օրգանիզմում մշտապես ընթանում է քիմիական և ֆիզիկական երկու տեսակ պրոցես՝ էնդոթերմային (ջերմության կլանմամբ) և էքսոթերմային (ջերմության անջատմամբ)։ Կալորաչափության օգնությամբ պարզվել է, որ միկրոօրգանիզմներից մեկը՝ աղիքային ցուպիկը, մեկ ժամում արտադրում է ~4·10−9 ջ (10−9 կալ), մուկը՝ 420 ջ (~ 100 կալ), մարդը՝ 2·105 ջ կամ 5·104 կալ ջերմություն։ Օրգանիզմների ջերմարտադրությունը չափելու համար դրանք տեղավորում են կալորաչափի մեջ։ Անուղղակի ճանապարհով օրգանիզմի ջերմարտադրությունը կարելի է որոշել, օրինակ, գազափոխանակության ինտենսիվությամբ։ Այդ դեպքում չափում են միավոր ժամանակում օրգանիզմի կլանած թթվածնի և անջատած ածխաթթու գազի քանակությունը։ Դրանց հարաբերությամբ (շնչառական գործակից) գտնում են սպիտակուցների, ճարպերի ու ածխաջրերի օքսիդացման համար ծախսված թթվածնի քանակը։ Օքսիդացման համապատասխան ռեակցիաների ջերմային արդյունքները հայտնի են, որը և հնարավորություն է տալիս հաշվել օրգանիզմի գումարային ջերմարտադրությունը։

Գրականություն 
Adkins, C.J. (1975). Equilibrium Thermodynamics, second edition, McGraw-Hill, London, ISBN 0-07-084057-1.
Bailyn, M. (1994). A Survey of Thermodynamics, American Institute of Physics, New York, ISBN 0-88318-797-3.
Bryan, G.H. (1907). Thermodynamics. An Introductory Treatise dealing mainly with First Principles and their Direct Applications, B.G. Tuebner, Leipzig.
Callen, H.B. (1960/1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, second edition, Wiley, New York, ISBN 981-253-185-8.
Crawford, F.H. (1963). Heat, Thermodynamics, and Statistical Physics, Rupert Hart-Davis, London, Harcourt, Brace, & World.
Guggenheim, E.A. (1949/1967). Thermodynamics. An Advanced Treatment for Chemists and Physicists, North-Holland, Amsterdam.
Iribarne, J.V., Godson, W.L. (1973/1981), Atmospheric Thermodynamics, second edition, D. Reidel, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN 90-277-1296-4.
Kondepudi, D. (2008). Introduction to Modern Thermodynamics, Wiley, Chichester, ISBN 978-0-470-01598-8.
Landsberg, P.T. (1978). Thermodynamics and Statistical Mechanics, Oxford University Press, Oxford, ISBN 0-19-851142-6.
Lewis, G.N., Randall, M. (1923/1961). Thermodynamics, second edition revised by K.S Pitzer, L. Brewer, McGraw-Hill, New York.
Maxwell, J.C. (1872). Theory of Heat, third edition, Longmans, Green, and Co., London.
Partington, J.R. (1949). An Advanced Treatise on Physical Chemistry, Volume 1, Fundamental Principles. The Properties of Gases, Longmans, Green, and Co., London.
Planck, M. (1923/1926). Treatise on Thermodynamics, third English edition translated by A. Ogg from the seventh German edition, Longmans, Green & Co., London.
Truesdell, C., Bharatha, S. (1977). The Concepts and Logic of Classical Thermodynamics as a Theory of Heat Engines, Rigorously Constructed upon the Foundation Laid by S. Carnot and F. Reech, Springer, New York, ISBN 0-387-07971-8.

Ֆիզիկական քիմիա