在有機化學，尤其是物理有機化學領域，熱分析方法得到了廣泛的應用。一方面被用于反應機理的研究，例如不同構型的---化反應的量熱研究，有機隨機網狀物中的向列型相到各向同性相的轉變。利用熱分析方法可以測定反應的生成焓、活化能以及晶格能、張力能等熱力學數據。例如系列鹵化有機銨的標準摩爾生成焙和品格能、含氫鍵的柔性有機網絡的客體鍵合的平衡、動力學和能力學研究及非平面環共扼分子的共振和張力能等。belichmeier提供了一種由dsc曲線測定有機反應活化能的簡單而有效的方法。另一方面，熱分析儀被用于合成條件的控制。例如，用差示掃描量熱儀可以方便地控制反應條件，實現雜環的合成。熱分析方法還被用于新合成產物的表征多組份有機物質的純度測定。
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在程序流程溫度控制下，測量化學物質的隨溫度(或時間)的變化關聯。當被測化學物質在加溫全過程中有升化、氣化、溶解出汽體或失往結晶水珠時，待測的化學物質就會產生變化。很常見的測量的基本原理有二種，即變位法和零位法。說白了變位法，熱重分析儀，是依據天平梁傾斜度與變化成占比的關聯，用差動保護變電器等檢知傾斜度，并自動保存。零位法即選用差動保護變電器法、電子光學測定方法天平梁的傾斜度，隨后去調節安裝在天平系統軟件和電磁場中線圈的電流量，使線圈旋轉修復天平梁的歪斜。因為線圈旋轉所釋放的力與變化成占比，這一力又與線圈中的電流量成占比，熱重分析儀廠家，因而只需測量并紀錄電流量的變化，便可獲得變化的曲線圖。
制藥、食品營養及
在制藥領域使用dsc、tga及tm(熱顯微鏡)進行多形性和熱分析、定量控制和多形系統描述、制藥技術中的液晶系統分析等。熱分析方法還被用于食品營養領域，如熱帶植物生產的淀粉的物理性質和分子特點、食物中蛋質、糖、脂等大分子的dsc研究、并且是人體能量平衡、營養狀態的評價手段之一。在領域進行了鉻對土壤中有機物質生物降解影響的量熱分析，利用熱分析結合萃取和重液分離部分確定了空氣懸浮微粒中碳元素和可溶、難溶有機物的總量。
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