Ein Kalorimeter ist ein Messgerät mit dem man die Wärmemenge, die bei chemischen, biologischen oder physikalischen Prozessen entsteht oder verbraucht wird, messen kann. Außerdem lässt sich mit einem Kalorimeter der Brennwert bzw. der Heizwert eines bestimmten Stoffes bestimmen. Das Messverfahren zur Bestimmung von Wärmen heißt Kalorimetrie (von Kalorie, griech. metran = messen). Anwendungsgebiete sind vor allem die Messung von Verbrennungswärme, Umwandlungswärme bei Phasenübergängen (z.B. Verdampfen) und Reaktionswärmen bei chemischen Reaktionen. Bereits im Jahr 1892 wurde dem Erfinder Hugo Junker das erste Patent auf die Erfindung eines Kalorimeter als Messgerät zur Bestimmung der Wärmemenge von Brennstoffen, erteilt.
Kalorimeter Arten
Es gibt unterschiedliche Kalorimeter, die nach Messprinzip bzw. Betriebsarten unterschieden werden. Das am häufigsten verwendete, ist die anisotherme Variante. Bei diesem Typ ist das Messgerät gegenüber der Umgebung thermisch isoliert. Das Innere ist mit einer Flüssigkeit, in den meisten Fällen ist das Wasser, gefüllt, oder mit einem Metallblock versehen. Aus der bei der Messung auftretenden Temperaturänderung kann die Wärmemenge berechnet werden.
Praktische Anwendung von Kalorimetern
Mit einem Kalorimeter kann der Heizwert fossiler Brennstoffe, wie Öl oder Gas, ermittelt werden. Dies ist nach wie vor die wichtigste Methode, um Brennstoffe zu beurteilen. Bei diesem Verfahren wird Öl oder Gas verbrannt, wobei Energie in zwei unterschiedlichen Formen freigesetzt wird. Diese Formen werden als Heizwert und Brennwert bezeichnet.
Heizwert
Unter dem Heizwert versteht man die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme, bei der das enthaltene Wasser als Dampf entweicht. Der massebezogene Heizwert wird in Kilojoule pro Kilogramm (kJ/kg) angegeben. In der Haustechnik wird üblicherweise der volumenbezogene Wert angegeben, für Heizöl in kWh/l und für Gas in kWh/m³.
Brennwert
Dieser Wert gibt die gesamte Wärmemenge an, die beim vollständigen Verbrennen eines Brennstoffes entsteht. D.h., der Brennwert gibt die fühlbare Wärme inklusive der Wärme an, die durch die Kondensation des im Rauchgases enthaltenen Wassers entsteht. In der modernen Brennwerttechnik wird heutzutage die im Abgas enthaltene Kondensationswärme größtenteils zurückgewonnen. In der Energiewirtschaft erfolgt die Angabe des Werts genau wie beim Heizwert, in kJ/kg bzw. kWh/m³.