W 1920 r., na Konferencji Międzynarodowej Unii Chemicznej w Rzymie, zgłosił wniosek o przyjęcie kwasu benzoesowego jako międzynarodowego wzorca do cechowania bomby kalorymetrycznej. W 1922 r. wniosek ten został przyjęty, a Wojciech Świętosławski stanął na czele Komisji Danych Termochemicznych, koordynującej prace nad oznaczaniem ciepeł spalania.
W tym czasie rozwinął też nowy kierunek badań kalorymetrycznych, tzw. mikrokalorymetrię. Skonstruował mikrokalorymetry pracujące w warunkach izotermicznych i adiabatycznych oraz mikrokalorymetry oparte na zasadzie częściowej wymiany ciepła z otoczeniem, dzięki czemu stało się możliwe wyznaczenie dotychczas niemierzalnych wartości ciepła promieniowania blendy uranowej, ciepła absorpcji promieni przenikliwych, ciepła hydratacji cementów.
Nieco później rozpoczął prace nad metodyką pomiaru prężności par i temperatur wrzenia. Skonstruował ebuliometr i ebuliometr różnicowy. Przyrządy te znalazły zastosowanie do oznaczania czystości substancji ciekłych i zapoczątkowały nowe dziedziny nauki: azeotropię i poliazeotropię. Poza tym zajmował się układami dwufazowymi, wynalazł przyrząd do obserwacji zjawisk krytycznych i udoskonalił metodę Meyera oznaczania mas cząsteczkowych.