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Un calorímetro es un dispositivo para medir el calor generado o absorbido durante reacción química, o bien durante cualquier proceso, ya sea mecánico, eléctrico, o en definitiva, cualquier cambio físico. El calorímetro calcula la capacidad calorífica de los materiales. Los científicos a los que se atribuye la creación de los calorímetros son A. L. Lavoisier (1743-1794) y P. S. Laplace (1749-1827). Medían el calor específico de un cuerpo por el método de fusión del hielo.
En la actualidad, los calorímetros permiten operar hasta incluso los 3.500 Kelvin, y los hay de muchos tipos. Estos dispositivos se emplean para medir la entalpía de un proceso termodinámico. Cuando se dan reacciones exotérmicas, en las que se desprende calor, se puede calcular a partir del aumento de temperatura del calorímetro y de la disolución acuosa, empleando la siguiente fórmula:
Calor desprendido en la reacción = Calor absorbido por el calorímetro + calor absorbido por la disolución
El calor que absorbe el calorímetro a su vez es la denominada «capacidad calórica del calorímetro», y se determina suministrando una cantidad conocida de calor al calorímetro, con una determinada masa de agua. Después, se mide el aumento de temperatura del calorímetro y de la disolución que la contiene.
Partes de un calorímetro
El calorímetro más sencillo es el denominado de «vaso de café», que se usa para medir el calor absorbido o liberado en una reacción a presión constante, y que a su vez está en disolución acuosa.
En este calorímetro se emplea un vaso de precipitado, o bien un recipiente de algún material aislante. Ya sea uno u otro, se introduce una disolución acuosa con el objeto que libera o absorbe calor.
A su vez, se coloca una tapa aislante también con dos orificios, en uno de los cuales se introduce un termómetro para medir los cambios de temperatura, y en el otro, un agitador, de vidrio preferiblemente, para poder mover el contenido.
Tipos de calorímetros
- Calorímetro adiabático: no permite el intercambio de energía en forma de calor entre la celda y los alrededores. Permite hacer la relación del calor generado la diferencia de temperatura.
- Calorímetro isoperibólico: mientras que la temperatura de los alrededores permanece constante, la del sistema varía con el tiempo. Se usa una resistencia térmica de magnitud conocida entre la celda y los alrededores.
- Calorímetro isotérmico: puede determinar la constante de equilibrio, estequiometría y entalpía de la interacción entre dos moléculas en disolución.
- Calorímetro de carga seca: consiste en una carga térmicamente aislada donde se disipa la potencia, una línea de transmisión poco conductora del calor que conecta la entrada con la carga y un termómetro. Usa el principio de carga dual, en el cual una absorbe mientras que la segunda actúa como temperatura de referencia. Es necesario que los alrededores tengan un gradiente de temperatura constante.
Fuentes
- Calorímetro: historia, partes, tipos y sus características. (2018). Retrieved 21 April 2021, from https://cutt.ly/7vGs8kA
- ¿Qué es y para qué sirve un calorímetro? Medición de calor. (2021). Retrieved 21 April 2021, from https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/calor/calorimetro
