Calorimetro Y Calorimetria

TÍTULO:

CALORIMETRÍA Y ELABORACIÓN DE UN CALORÍMETRO

OBJETIVO GENERAL

• Conocer qué es Calorimetría y elaborar un calorímetro a pequeña escala, para que se pueda medir la cantidad de calor de las distintas sustancias en el mismo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Conocer que es Calorimetría.

• Conocer que es un calorímetro.

• Analizar los distintos tipos de calor de las diferentes sustancias.

• Reconocer el calor como una fuente de energía.

JUSTIFICACIÓN

Escogimos este tema ya que es de suma importancia analizar la cantidad de calor que se absorbe o libera en una reacción química y aprender a calcularla y elaborar calorímetros es nuestro objetivo; con materiales de fácil alcance; de esta manera podemos observar las diferentes determinaciones de calor de diferentes sustancias ya estas sean liberadas o absorbidas, para que de esta manera se pueda comparar el calor entre las siguientes sustancias:

Un ácido (solución de ácido clorhídrico HCL).

Una base (solución de hidróxido de sodio NaOH).

Un alimento (una cola).

INTRODUCCIÓN

Consideremos que, para calentar un cuerpo o una sustancia cualquiera, debemos exponerla a la acción del calor o bien al contacto con otro cuerpo o medio que se encuentre a mayor temperatura que él.

Ocurre entonces que, si los líquidos de dos recipientes que están a distinta temperatura se ponen en contacto (se mezclan), alcanzan un estado térmico común. Este fenómeno es lo siguiente:

• El cuerpo más caliente cede calor al más frío.

• El más frío recibe o absorbe calor del más caliente.

Entonces:

“El calor es lo que absorbe (o cede) un cuerpo para aumentar (o disminuir) su temperatura, considerando que es una forma de energía capaz de calentar los cuerpos”

MARCO TEÓRICO

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 (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxígeno.

Es sabiendo que, para calentar un cuerpo o una sustancia cualquiera, debemos exponerla a la acción del calor o bien al contacto con otro cuerpo o medio que se encuentre a mayor temperatura que él.

Ocurre entonces que, si los líquidos de dos recipientes que están a distinta temperatura se ponen en contacto (se mezclan), alcanzan un estado térmico común. Explicamos este fenómeno diciendo:

• El cuerpo más caliente cede calor al más frío.

• El más frío recibe o absorbe calor del más caliente.

Por ello diremos:

El calor es lo que absorbe (o cede) un cuerpo para aumentar (o disminuir) su temperatura.

A fin de obtener una idea más precisa de calor, recordemos que, por acción del calor,

• Se dilatan los cuerpos, originando fuerzas de tracción de suma importancia.

• Se funden sólidos.

• El vapor de agua da una caldera aumenta la presión y esto provoca el movimiento de los émbolos de una locomotora.

Estos ejemplos manifiestan que el calor puede originar trabajo o transformarse en él.

Cuando se infla el neumático de la bicicleta o se martilla un clavo, notamos que el tubo del inflador o la cabeza del clavo se han calentado; es que el calor es una forma de energía.

Por lo tanto podríamos expresar que:

El calor es una forma de energía capaz de calentar los cuerpos.

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 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 la capacidad 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. 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 facilitar cálculos. 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.

Cuando un líquido contenido en un calorímetro recibe calor (energía) la absorbe, pero también la absorben las paredes del calorímetro. Lo mismo sucede cuando pierde energía. Esta intervención del calorímetro en el proceso se representa por su equivalente en agua: su presencia equivale a añadir al líquido que contiene los gramos de agua que asignamos a la influencia del calorímetro y que llamamos "equivalente en agua". El "equivalente en agua" viene a ser "la cantidad de agua que absorbe o desprende el mismo calor que el calorímetro".

Características

Un calorímetro idealmente puede ser insensible a la distribución espacial de las fuentes de calor dentro de él. Si este objetivo es alcanzado, entonces la potencia puede en principio ser medida a cualquier frecuencia por disipación en el calorímetro y determinar la correspondiente potencia dc que da la misma lectura que la potencia no conocida.

Ventajas

• Alta precisión.

• Estabilidad de calibración.

Desventajas

• Baja velocidad de respuesta.

• Muy voluminosos.

Tipos de calorímetros

• Estáticos.

• No estáticos.

• Permanentes.

• Pre térmico.

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