Calorimetro

Introducción

El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de 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 lacapacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), 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.

Un termo de paredes dobles con vacío entre ellas es en principioun calorímetro
aceptable para el rigor de nuestras experiencias. El termo se llama vaso Dewar y lleva el nombre del físico y químico escocés James Dewar pionero en el estudio de las bajas temperaturas.
Aparato utilizado para determinar el calor especifico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.



Medida de la capacidad calorífica ycalores específicos
La capacidad calorífica de un sistema puede ser negativa, nula, positiva o infinita, según el tipo de proceso que experimente el sistema durante el intercambio de calor, ya que como vimos antes, el calor depende del camino o proceso para obtener el incremento de temperatura. Si el proceso se realiza a presión constante, la capacidad calorífica se denomina a presión constante y sedesigna por el símbolo Cp. Será entonces:

Análogamente, en un proceso a volumen constante se puede definir la capacidad calorífica a volumen constante que se expresa por la relación:

Donde Qp y Qv son las cantidades elementales de calor intercambiadas a presión y volumen constante respectivamente.
Cp depende de P y T y Cv depende de V y T. En general Cp y Cv son distintas y toman valoresparticulares para cada sistema. Aunque las capacidades caloríficas son funciones de dos variables, dentro de un intervalo pequeño de variación, pueden considerarse constantes.
En el caso de un sólido o de un líquido los valores de Cp y Cv son muy parecidos, pero en un gas son muy distintos. En los métodos de medida de la capacidad calorífica cuyos fenómenos ocurran a presión constante, lascapacidades y calores específicos medidos, corresponderán entonces a presión constante.
Entre los métodos utilizados para medir capacidades caloríficas o calores específicos podemos distinguir fundamentalmente el método eléctrico y el método de las mezclas.
El primero se utiliza modernamente casi con exclusividad ya que las medidas pueden hacerse con un alto grado de precisión. El método de las mezclassolo da una medida aproximada del valor medio de Cp en un intervalo de temperatura próximo a la temperatura ambiente.
El recipiente utilizado para efectuar las medidas de calor se denomina calorímetro, que en su forma más sencilla es una vasija de paredes aisladas que aloja en su interior el termómetro y agitador. Además contiene un líquido calorimétrico que generalmente es el agua.Equivalente en agua del calorímetro
Para efectuar medias calorimétricas es necesario conocer la capacidad calorífica de los elementos que forman el calorímetro. Es evidente que para un mismo aparato la suma de dichas capacidades caloríficas será una constante, y se la ha denominado “equivalente en agua del calorímetro”. Se define como equivalente en agua del calorímetro al peso de agua que necesita lamisma cantidad de calor que el termómetro, agitador, paredes del calorímetro, etc, para elevar su temperatura el mismo número de grados. El equivalente en agua es así la capacidad calorífica de una masa de agua, de igual valor a la suma de las capacidades caloríficas de los elementos del calorímetro, se expresa en cal. grado-1. Se determina experimentalmente.
Calorímetro de las mezclas
Este...