Termodinamica

CALORIMETRÍA

La calorimetría se encarga de medir el calor en una reacción química o un cambio físico
usando un calorímetro. La calorimetría indirecta calcula el calor que los organismos
vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno y del consumo de oxígeno.

Es la parte de la termología que estudia la medida del calor de los cuerpos. Todos los calculos de lacalorimetria se fundamentan en los siguientes principios:
- cuando se ponen en contacto dos cuerpos a temperaturas distintas el mas caliente cede calor al frio hasta que ambos quedan a una temperatura intermedia de las que tenian al principio.
- el calor ganado por un cuerpo es exactamente igual al cedido por el otro.

TIPOS DE CALORÍMETROS

Calorímetros adiabáticos
Loscalorímetros adibáticos, se construyen de tal forma que no permiten intercambio de calor entre la celda y los alrededores, por lo tanto se emplean materiales aislantes para mantener aislado el sistema y relacionar el calor generado con la diferencia de temperatura que produce. Existen tres formas para alcanzar este objetivo:

1. Cuando la generación de calor es tan rápida, ninguna cantidad apreciable decalor puede entrar o salir de la celda durante el período en que se lleva a cabo la medida.
2. En el caso de separar la celda de los alrededores con una resistencia térmica T R infinitamente grande, de tal forma que el sistema de medida esté lo más aislado posible.
3. Por medio de controles externos que hacen que la temperatura de los alrededores sea siempre lo más semejante posible a la de lacelda.
Para cumplir con las condiciones anteriores, la celda se rodea de un aislamiento que puede estar constituido por un recipiente empacado al vacío, como es el caso de los vasos Dewar, por escudos metálicos que impidan la transferencia de calor, por materiales plásticos de baja conductividad térmica o por la combinación entre varios de estos.
Durante la experiencia calorimétrica cualquier calorgenerado o consumido en la celda lleva a un cambio en la temperatura. El calor se puede calcular a partir de la medida de la diferencia de temperatura ΔT como:
Q C T p = Δ (2.19)
La capacidad calorífica se determina fácilmente por calibración con el uso de energía eléctrica.
Calorímetro isoperibólico
Un calorímetro isoperibólico mantiene constante la temperatura de los alrededores mediante eluso de un termostato, mientras que la temperatura del sistema de medida puede variar con el tiempo. Existe una resistencia térmica T R , de magnitud definida entre los alrededores y la celda donde se realiza la medida, de tal forma que el intercambio de calor depende de la diferencia de temperatura entre estos ( A T es igual a la temperatura de los alrededores y C T igual a la temperatura de lacelda y sistema de medida); como A T es constante entonces el flujo de calor es una función de C T . Si la generación de calor dentro de la celda se termina, la temperatura C T se aproxima a la temperatura de los alrededores A T.
Los calorímetros isoperibólicos se utilizan para el estudio de una variedad de procesos y en la literatura se encuentran distintos tipos de equipos con el diseño básicodescrito anteriormente; ya que su disposición se considera más fácil de conseguir que la de un calorímetro adiabático.
Calorímetros isotérmicos
Otra forma de realizar la medida de la energía involucrada en un proceso, es mediante el uso de un método opuesto a los dos anteriores, aislamiento total en el caso adiabático o permitir fugas térmicas pequeñas en el isoperibólico, en el que se presentaun intercambio grande del calor que se produce en la celda con los alrededores; este método es de naturaleza isotérmica, y en él los alrededores y la celda tienen la misma temperatura constante ( A C T =T ).
El calorímetro posee una resistencia térmica T R muy pequeña y además la capacidad calorífica de los alrededores es infinitamente grande. Si se tienen en cuenta dichos requisitos, en...