Per la misura del calore specifico di una sostanza si usa il calorimetro perché permette di misurare il calore ceduto o assorbito da un corpo. Esistono diversi tipi di calorimetro. Uno semplice, che puoi anche costruirti e utilizzare a casa, è il cosiddetto calorimetro di Regnault o delle mescolanze chiamato anche calorimetro ad acqua. Per costruirlo è necessario un thermos, con un’apertura sufficientemente larga per inserire gli oggetti caldi da studiare, un coperchio che sia un buon isolante termico, come il sughero, un termometro, graduato in quinti di grado e che possa misurare almeno fino a 40°C e, infine, un’asta con una reticella in basso per mettervi il corpo da esaminare. Muovendo il corpo nella reticella dentro l’acqua si favorisce lo scambio di calore e si rende più uniforme la temperatura all’interno del liquido. Termometro e agitatore devono passare attraverso il coperchio, il primo per permettere una lettura continua, il secondo per essere manovrato lentamente con le dita.
Il principio di funzionamento del calorimetro delle mescolanze è il seguente. Inizialmente esso contiene una massa d’acqua ma di calore specifico ca = 1 Cal/kg·°C alla temperatura Ta. Nel calorimetro s’introduce il corpo da esaminare di massa mc, calore specifico c e temperatura Tc maggiore di quella dell’acqua.
In queste condizioni si ha un passaggio di calore dal corpo all’acqua che alla fine, con l’equilibrio termico, raggiunge una temperatura Tf.
In formule il calore trasferito all’acqua è
Qa = ca · ma · (Tf - Ta)
e quello perduto dal corpo è
Qc = c · mc · (Tc - Tf).
Se non ci fosse alcuna dispersione di calore dovrebbe valere l’uguaglianza
Qa = Qc tra il calore acquisito e quello ceduto, perciò dovrebbe essere valida l’equazione
c · mc · (Tc - Tf) = ca · ma · (Tf - Ta)
dove l’unico elemento che non si conosce è il calore specifico c del corpo da esaminare; gli altri elementi possono tutti essere misurati o con la bilancia o con il termometro. Dall’uguaglianza precedente si può quindi ricavare il calore specifico c.

Ma questo solo in teoria. Infatti la formula precedente vale se non vi sono dispersioni di calore ma, nella realtà, le pareti del calorimetro, il termometro e l’agitatore ne assorbono una certa quantità. Perciò, prima di eseguire una misura è necessario conoscere quanto calore va disperso. Per tenerne conto, si può supporre che questo calore non sia assorbito dalle parti che costituiscono il calorimetro ma da una quantità immaginaria (fittizia) di acqua aggiunta a quella realmente esistente. Questa quantità d’acqua ha anche una massa immaginaria che si indica con meq e che si chiama equivalente in acqua del calorimetro. Tenendo conto di meq la formula precedente diventa
c · mc· (Tc - Tf) = ca · (ma+ meq) · (Tf - Ta)
da cui è possibile ricavare con qualche passaggio algebrico la formula che permette di calcolare il calore specifico del corpo, dopo avere eseguito tutte le misure in laboratorio.

Naturalmente, ogni calorimetro ha la sua massa equivalente e bisogna calcolarla prima di eseguire le misure che interessano.
1° Esempio: Misura dell’equivalente in acqua del calorimetro.
Per rendere più comprensibile il processo lo dividiamo in più fasi.
1a fase – Tieni da parte una massa m1 = 100 g di acqua distillata che si suppone alla temperatura T1 = 20°C (grosso modo quella della temperatura ambiente).
2a fase – Metti nel vaso del calorimetro una massa m2 = 150 g di acqua distillata dopo averla riscaldata a non più di 40°C. Poiché il calorimetro si riscalda con l’acqua e le toglie energia, aspetta qualche minuto muovendo leggermente l’acqua e poi misura la sua temperatura, che supponiamo sia in equilibrio a 38°C.
3a fase – Versa l’acqua meno calda che tenevi da parte, aggiungendola a quella dentro al calorimetro e aspetta, mescolando leggermente, che il mercurio del termometro smetta di abbassarsi, avendo raggiunto l’equilibrio termico. Supponi che la temperatura finale letta sia 31°C.
Tra calore assorbito e quello ceduto vale l’uguaglianza
ca · (m2 + meq) · (T2 - Tf) = ca · m1 · (Tf - T1)
dalla quali ricavi
meq = [m1 · (Tf - T1) - m2 · (T2 - Tf)]/(T2 - Tf)
Questa è la massa d’acqua da aggiungere, solo numericamente e non realmente, a quella già esistente nel calorimetro per tenere conto delle dispersioni di calore del sistema.
Conoscendo l’equivalente in acqua del calorimetro è ora possibile ottenere in laboratorio il calore specifico di una sostanza.

2° Esempio: Misura del calore specifico di un corpo.
Anche in questo caso, per rendere più comprensibile il processo lo dividiamo in più fasi.
1a fase – Metti nel vaso del calorimetro una massa ma = 200 g di acqua distillata e aspetta qualche minuto mescolandola leggermente. Misura poi la sua temperatura, che supponiamo sia in equilibrio Ta = 22°C.
2a fase – Metti in un pentolino con l’acqua in ebollizione il corpo del quale devi misurare il calore specifico. Aspetta qualche minuto in modo che vi sia l’equilibrio termico. Supponi che esso abbia la massa mc = 50 g e la temperatura uguale a quella dell’acqua bollente, cioè Tc = 100°C.
3a fase – Togli dall’acqua bollente il corpo e immergilo rapidamente dentro l’acqua del calorimetro in modo che non si raffreddi nello spostamento. Aspetta, mescolando leggermente, che il mercurio del termometro smetta di alzarsi, avendo raggiunto l’equilibrio termico. Supponi che la temperatura finale letta sia 25,6°C.
Ricordando di utilizzare l’equivalente in acqua trovato nell’esempio precedente, tra il calore assorbito e quello ceduto vale l’uguaglianza
ca · (ma + meq) · (Tf - Ta) = c · mc · (Tc- Tf) dalla quali puoi ricavare il calore specifico incognito.
Analizzando la tabella dei calori specifici dei solidi e considerando gli eventuali errori di misura che si compiono in laboratorio, con i nostri dati il corpo inserito nel calorimetro potrebbe essere di alluminio.