Kalorimetrická rovnice

Uvažujme situaci, kdy do tepelně izolované nádoby s kapalinou umístíme těleso o hmotnosti , jehož teplota je  a měrná tepelná kapacita . Předpokládejme, že kapalina má hmotnost , teplotu  () a měrnou tepelnou kapacitu . Dále předpokládejme, že látka, z níž je vyrobeno těleso chemicky nereaguje s kapalinou a při tepelné výměně mezi tělesem a kapalinou nenastává změna skupenství. Tepelná výměna bude probíhat tak dlouho, dokud nenastane rovnovážný stav, při němž se teploty tělesa a kapaliny vyrovnají na výslednou teplotu t (). Ze zákona zachování energie vyplývá, že úbytek vnitřní energie tělesa je stejný jako přírůstek vnitřní energie kapaliny (celková vnitřní energie v tepelně izolované soustavě je stálá). Teplo , které odevzdá těleso, se tedy rovná teplu , které přijme kapalina v nádobě. Platí tzv. kalorimetrická rovnice: , která se ovšem případ od případu liší.

Obecně lze formulovat kalorimetrickou rovnici pro izolovanou soustavu takto:

Teplo, které odevzdá jedno těleso (teplejší) druhému, je stejné jako teplo, které druhé těleso (chladnější) přijme od prvního, tedy .

Měření měrné tepelné kapacity se provádí v kalorimetrech. Směšovací kalorimetr je tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem. Vložíme-li směšovacího kalorimetru s kapalinou těleso s vyšší teplotou, než je teplota kapaliny, zvýší se teplota nejen kapaliny, ale i nádoby, míchačky a teploměru. Kalorimetrická rovnice bude mít proto tvar: , kde  je teplo přijaté kalorimetrem a příslušenstvím při přírůstku teploty  a  je tepelná kapacita kalorimetru.