El calorímetro de bomba es un dispositivo de laboratorio que contiene una «bomba» o cámara de combustión, generalmente construida de acero inoxidable no reactivo, en la que un compuesto orgánico se consume al quemar en oxígeno. Se incluye un matraz Dewar que contiene una cantidad específica de agua en la que se sumerge la bomba. Todo el calor (Q) generado por la combustión pasa al agua, cuya temperatura (T) aumenta, y se mide con mucho cuidado. A partir de los pesos, temperaturas y parámetros del aparato, se puede determinar un calor o «entalpía» de combustión (ΔHc) precisos. Ese valor puede utilizarse para evaluar las propiedades estructurales de la sustancia consumida.
El diseño rígido de la bomba previene la expansión de volumen, por lo que aunque la combustión produce dióxido de carbono y vapor de agua, se produce a volumen constante (V). Dado que dV = 0 en la ecuación dW = P (dV), donde el trabajo es W, no se realiza ningún trabajo. Además, como el calor (Q) no entra ni sale, ya que todo está dentro del matraz Dewar, el proceso es «adiabático», es decir, dQ = 0. Esto significa ΔHc = CvΔT, donde Cv es la capacidad calorífica a volumen constante. Es necesario ajustar los datos debido a las características del propio calorímetro de bomba; existe el calor introducido por la combustión de la mecha que activa la combustión, y el hecho de que el calorímetro de la bomba funciona sólo aproximadamente adiabáticamente.
El calorímetro de bomba tiene una serie de aplicaciones, tanto técnicas como industriales. Históricamente, en el laboratorio, los hidrocarburos y derivados de hidrocarburos se han quemado en un calorímetro de bomba con el objetivo de asignar energías de enlace. El dispositivo también se ha utilizado para derivar energías de estabilización teóricas, como la del enlace pi en compuestos aromáticos. El procedimiento se puede demostrar a los estudiantes, si no lo practican, como parte de su instrucción universitaria de pregrado. Industrialmente, el calorímetro de bomba se utiliza en la prueba de propulsores y explosivos, en el estudio de alimentos y metabolismo, y en la evaluación de incineración y gases de efecto invernadero.
Considerando el ejemplo de un disolvente aromático, el benceno (C6H6), hay seis enlaces carbono-carbono equivalentes y seis enlaces carbono-hidrógeno equivalentes en cada molécula. Sin el concepto de resonancia, los enlaces carbono-carbono en el benceno deberían aparentemente ser diferentes: debería haber tres enlaces dobles y tres enlaces simples. El benceno debería estar bien representado por la sustancia química ficticia 1-ciclohexatrieno. Sin embargo, mediante el uso de un calorímetro de bomba, la energía real de los seis enlaces uniformes da una diferencia de energía para el benceno en comparación con el trieno, de 3 kcal / mol o 5 kj / mol. Esta diferencia de energía es la energía de estabilización de resonancia del benceno.