microcalorimeter เป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนที่มีความสำคัญที่ใช้ในการวัดพลังงานของอนุภาคเดี่ยวหรือโฟตอนอนุภาคพื้นฐานของแสง เป็นเครื่องวัดความร้อนชนิดหนึ่ง - เครื่องมือที่ใช้วัดความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาทางกายภาพหรือทางเคมีในตัวอย่าง Microcalorimeter ใช้ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์เพื่อวัดพลังงานของโฟตอนเอ็กซ์เรย์จากอวกาศ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องคือไมโครเทอร์มอลความร้อนสูงใช้ในชีวเคมีและสาขาที่เกี่ยวข้องเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงพลังงานเล็ก ๆ ที่อุณหภูมิต่ำ
กฎการอนุรักษ์พลังงานซึ่งเป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ - สามารถแปลงเป็นรูปแบบอื่นได้เท่านั้น ไมโครคาลอมิเตอร์ทำงานตามหลักการนี้ พลังงานจากปฏิกิริยาทางกายภาพหรือปฏิกิริยาเคมีถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนภายในระบบและโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่เป็นผลให้พลังงานของการทำงานร่วมกันสามารถอนุมานได้
ประเภทของไมโครคาลอมิเตอร์ที่ใช้ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์นั้นประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ ตัวดูดซับแผ่นระบายความร้อนและเทอร์มิสเตอร์ เมื่อโฟตอน X-ray ชนกับโช้คพลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนในอะตอมของวัสดุดูดซับ พลังงานนี้ทำให้อิเล็กตรอนตื่นเต้น - มันกระโดดไกลออกไปจากนิวเคลียสของอะตอมและหลุดออกจากวงโคจร อิเล็กตรอนอื่น ๆ ในโช้คอัพอาจรู้สึกตื่นเต้นที่จะมีองศาที่น้อยลงโดยอิเล็กตรอนอิสระนี้เพิ่มขึ้นเป็นวงโคจรของพลังงานที่สูงขึ้นรอบ ๆ อะตอม
อิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นจะปลดปล่อยพลังงานเมื่อพวกเขากลับสู่สภาพพื้นดินหรือสถานะพลังงานต่ำสุดซึ่งเป็นวงโคจรที่เสถียรรอบ ๆ อะตอม พลังงานที่ปล่อยออกมาในกระบวนการนี้ถูกอนุรักษ์และแปลงเป็นความร้อนทำให้อุณหภูมิในโช้คอัพเพิ่มขึ้นเล็กน้อย อุปกรณ์วัดอุณหภูมิในโช้คที่รู้จักกันในชื่อเทอร์มิสเตอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินี้ จากนั้นความร้อนจะไหลเข้าสู่ชุดระบายความร้อนทำให้โช้คอัพกลับสู่อุณหภูมิเดิม โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกิดจากผลกระทบของ X-ray ทำให้สามารถคำนวณพลังงานดั้งเดิมของ X-ray ได้
ไมโครแคลอมิเตอร์ความร้อนใต้พิภพทำงานในลักษณะเดียวกันแม้ว่ามันจะใช้ในการวัดปฏิกิริยาทางเคมีมากกว่าพลังงานโฟตอน อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยชุดระบายความร้อนและถังปิดแบบปิดซึ่งเกิดปฏิกิริยาเคมี ชุดระบายความร้อนช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาชนะที่ทำปฏิกิริยานั้นจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ทำให้สามารถทำการวัดได้อย่างแม่นยำ เมื่อปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นพลังงานจำนวนหนึ่งจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อนหรือการดูดซับทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ลงทะเบียนโดยไมโครคาลอมิเตอร์ เครื่องวัดความร้อนใต้พิภพ Isothermal มีการใช้งานในด้านเคมีกายภาพชีวเคมีและอุตสาหกรรมยาเนื่องจากเป็นวิธีที่มีความไวสูงในการวิเคราะห์การไหลของความร้อนในปฏิกิริยา
ไมโครคาลอมิเตอร์จะต้องทำงานที่อุณหภูมิต่ำเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่วัดสามารถลงทะเบียนได้ในไม่กี่นาที ตัวอย่างเช่นอุปกรณ์ที่ใช้ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้รับการบำรุงรักษาใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ ที่อุณหภูมินี้แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพลังงานความร้อนที่เกิดจากผลกระทบของโฟตอนเดียวสามารถตรวจจับได้ ไมโครคาลอมิเตอร์ความร้อนใต้พิภพจะไม่รุนแรงมาก แต่ก็ยังคงรักษาอุณหภูมิที่ต่ำกว่าความร้อนระดับมหภาค
