Calorimetria

1) Calorimetría

La calorimetría es la ciencia de medir el calor de las reacciones químicas o de los cambios físicos. El instrumento utilizado en calorimetría se denomina calorímetro. La palabra calorimetría deriva del latino "calor". El científico escocés Joseph Black fue el primero en reconocer la distinción entre calor y temperatura, por esto se lo considera el fundador de calorimetría.

Fue mediante calorimetría que Joule calculó el equivalente mecánico del calor demostrando con sus experiencias que 4.18 J de cualquier tipo de energía equivalen a 1 caloría.

La calorimetría indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos mediante su producción de dióxido de carbono y de los residuos de nitrógeno (frecuentemente amoníaco en organismos acuáticos o, también, urea en los terrestres). Antoine de Lavoisier indicó en 1780 que la producción de calor puede ser calculada por el consumo de oxígeno de los animales. Naturalmente, el calor generado por los organismos vivos también puede ser medido por calorimetría directa, en la cual el organismo entero es colocado en el interior del calorímetro para hacer las mediciones.

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1. Esquema de calorímetro de las mezclas.

2. Vaso Dewar. Es una idea muy aproximada de cómo es un calorímetro.

3. Calorímetro de hielo, de Lavoisier y Laplace.

2) Calor Especifico

El calor específico es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura un grado Celsio. La relación entre calor y cambio de temperatura, se expresa normalmente en la forma que se muestra abajo, donde c es el calor específico. Esta fórmula no se aplica si se produce un cambio de fase, porque el calor añadido o sustraido durante el cambio de fase no cambia la temperatura.

El calor específico del agua es 1 caloría/gramo °C = 4,186 julios/gramo °C que es más alto que el de cualquier otra sustancia común. Por ello, el agua desempeña un papel muy importante en la regulación de la temperatura. El calor específico por gramo de agua es mucho más alto que el de un metal, como se describe en el ejemplo. En la mayoría de los casos es más significativo comparar los calores específicos molares de las sustancias.

De acuerdo con la ley de Dulong y Petit, el calor específico molar de la mayor parte de los sólidos, a temperatura ambiente y por encima, es casi constante. A más baja temperatura, los calores específicos caen a medida que los procesos cuánticos se hacen significativos. El comportamiento a baja temperatura se describe por el modelo Einstein-Debye para el calor específico.

1) Determinación del equivalente en agua del calorímetro

2) Determinación del calor específico del sólido

3) Calor Latente

Se define como la cantidad de calor que necesita una sustancia para pasar del estado

sólido a líquido o de líquido a gas sin cambio de temperatura. En el caso del agua, el calor

latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de

hielo para pasar del estado sólido al líquido manteniendo la temperatura constante en el

punto de fusión (273 k).

Calor latente de fusión del hielo a 0 0C, 80 cal/g

Calor latente de evaporación del agua a 100 0C, 540 cal/g

Determinación del calor latente de fusión del hielo.

Para determinar el calor latente de fusión del hielo, L, se utiliza el método de las mezclas

que consiste en mezclar en un calorímetro cierta cantidad de hielo con otra cantidad de

agua y medir la temperatura de equilibrio de la mezcla. De esta

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