calorimetro

CALORÍMETRO DE AGUA LÍQUIDA
Un calorímetro es el dis
positivo que permite determina
r el calor específico de
una sustancia. Consta de un
recipiente que contiene una
masa de agua líquida
M
a
con una temperatura inicial
T
a0
. Se introduce en el agua la sustancia que
queremos analizar, de masa
M
s
y a temperatura inicial
T
s0
, y con un calor
específico
Ce
s
desconocido.Entre ambas masas se produce un intercambio de calor hasta que se alcanza
el equilibrio térmico, con
una temperatura final común
T
f
. El aislante del
calorímetro asegura que el
calor cedido por la sustanc
ia caliente sea absorbido
por la fría, sin que haya pérdidas.
Por tanto:
M
a
Ce
a
(T
f
– T
a0
) = – M
s
Ce
s
(T
f
– T
s0
)
Conociendo el calor específico del agua (Ce
a
= 4180 J/kg ºC), podemos
despejar el calor específico de la sustancia a analizar
Ce
s
(
)
()
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

El tipo de calorímetrode uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente decalor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro,como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.

Los calorímetros suelen incluir su equivalente, para facilitarcálculos. El equivalente en agua del calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, sólo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes.En comparación con los instrumentos posteriores la precisión era muy modesta con una incertidumbre de 2% para la versión coaxial y 1 a 2,5% para las versiones deguía de ondas. No obstante, estos diseños establecieron la dirección general para los siguientes instrumentos.

Nueva precisión en cargas y conectores desarrollados en los años 60 llevaron a una nueva generación de calorímetros coaxiales con mejor rendimiento e incertidumbre debajo de 0,5% para frecuencias mayores de los 8 GHz.

Los calorímetros operan a niveles de potencia entre 100 mW y 10W respectivamente.

La carga de un calorímetro es un elemento crítico. Es deseable que ésta pueda ser acoplada eléctricamente y que tenga un muy pequeño error de equivalencia, que es igual a la rf disipada y a la potencia dc que pueden producir la misma lectura de temperatura.

Componentes esenciales:

la carga donde la potencia es disipada.
línea de transmisión aisladaisotérmicamente la cual conecta la entrada a la carga.
un sensor de temperatura.

Funcionamiento básico

Muchos calorímetros utilizan el principio de carga dual, en el cual una absorbe mientras que la segunda actúa como temperatura de referencia mientras mas aumenta el calor lo mismo pasa con la temperatura.

El sensor de temperatura registra la diferencia entre las temperaturas de las dos...