Сидим, скучаем. Взор наш обратился на пробирку, в которой бурлит химическая реакция, или на кусочек металла, который нагревается в печке, и в котором из-за этого происходят какие-то фазовые превращения. Чего бы нам не узнать, реакции эти да превращения происходят с выделением или поглощением тепла?
В этом вопросе на помощь к нам приходит калориметрия и ее подвид дифференциальная сканирующая калориметрия. Сперва разграничим: температура – отдельно, а тепло – отдельно. Нагреватель в печи передает куску сплава тепло излучением и конвекцией. Температура сплава растет, в его структуре могут происходить изменения, фазовые превращения.
Природа их такова, что они могут сопровождаться выделением или поглощением тепла. В таком случае сплав может либо дополнительно подразогреться, либо наоборот немного замедлить свой нагрев, пока идет фазовое превращение.
Если развивать пример сплава дальше, то калориметр – это печка, в которой мы нагреваем кусочек сплава и очень точно отслеживаем, как меняется его температура. Параллельно со сплавом в соседней камере калориметра мы нагреваем эталонный образец ровно в тех же условиях.
Эталон должен быть таким, чтобы в нём не происходило никаких фазовых превращений во всем диапазоне температур эксперимента (обычно используют корунд или платину). Его задача – просто честно нагреваться.
Дальше мы начинаем играть в игру «найди десять отличий» между двумя кривыми нагрева. Подача тепла на объекты одинаковая? Одинаковая. А температуры у образца и эталона растут по-разному. Причем не просто по-разному, а с характерными подъемами и спадами в строго (или не очень строго) отведенных температурных интервалах в случае сплава.
Что же в этих интервалах особенного? Заглянем в справочник. Ба, да именно там мы и ожидаем фазовое превращение в сплаве и именно от него и наблюдаем тепловой эффект.
Если тепло выделяется (температура растет быстрее, чем у эталона), то превращение называют экзотермическим, а если поглощается (температура растет медленнее), то эндотермическим.
Ну и чтобы никого не обидеть, скажем еще, что есть и калориметры, измеряющие не температуру, а тепловые потоки образцов.