¿Qué es un calorímetro?
Un calorímetro es un objeto utilizado para calorimetría o el proceso de medir el calor de reacciones químicas o cambios físicos, así como la capacidad calorífica. Entre los tipos más comunes se encuentran los calorímetros diferenciales de barrido, los microcalorímetros isotérmicos, los calorímetros de titulación y los calorímetros de velocidad acelerada. Un calorímetro simple consiste simplemente en un termómetro conectado a un recipiente metálico lleno de agua suspendido sobre una cámara de combustión. Es uno de los dispositivos de medición utilizados en el estudio de la termodinámica, la química y la bioquímica.
Los diferentes tipos de calorímetros se presentan a continuación:
- Calorímetros adiabáticos
- Calorímetros de reacción
- Calorímetros de bomba (calorímetros de volumen constante)
- Calorímetros de presión constante
- Calorímetros diferenciales de barrido
Definición de calorímetros de bomba:
El poder calorífico de los combustibles sólidos y líquidos se determina en el laboratorio mediante la "bomba calorimétrica". Su forma recuerda a la de una bomba. La figura muestra el boceto esquemático de la bomba calorimétrica.
Construcción de bombas calorimétricas:
El calorímetro está fabricado en acero austenítico que ofrece una considerable resistencia a la corrosión y le permite soportar altas presiones. El calorímetro utiliza una fuerte bomba cilíndrica en la que se produce la combustión. La bomba tiene dos valores en la parte superior. Uno suministra oxígeno a la bomba y el otro libera gases de escape. Entre los dos electrodos se dispone un crisol en el que se quema una gran cantidad de muestra de combustible, como se muestra en la fig. El calorímetro está equipado con una camisa de agua que rodea la bomba. Para reducir las pérdidas por radiación, el calorímetro también está equipado con una camisa de agua y aire. Sobre la tapa del calorímetro se coloca un agitador para mantener la temperatura uniforme del agua y un termómetro con una precisión de 0,001 grados C.
Diagrama de calorímetro
Diagrama de calorimetro de bombaFuncionamiento de bombas calorimétricas:
El calorímetro está fabricado en acero austenítico que ofrece una considerable resistencia a la corrosión y le permite soportar altas presiones. El calorímetro utiliza una fuerte bomba cilíndrica en la que se produce la combustión. La bomba tiene dos valores en la parte superior. Uno suministra oxígeno a la bomba y el otro libera gases de escape. Entre los dos electrodos se dispone un crisol en el que se quema una gran cantidad de muestra de combustible, como se muestra en la fig. El calorímetro está equipado con una camisa de agua que rodea la bomba. Para reducir las pérdidas por radiación, el calorímetro también está equipado con una camisa de agua y aire. Sobre la tapa del calorímetro se coloca un agitador para mantener la temperatura uniforme del agua y un termómetro con una precisión de 0,001 grados C. El calor liberado por el combustible durante la combustión es absorbido por el agua circundante y el calorímetro. A partir de los datos anteriores, se puede encontrar el poder calorífico del combustible.
Fórmula del calorímetro de bomba:
La fórmula de Dulong se utiliza para calcular el poder calorífico teórico del combustible si se dispone del análisis final y se conoce el poder calorífico de los combustibles elementales.
Poder calorífico teórico del combustible = 33800 C + 144500 (H2 – (O2/8)) +9300 kJ/kg
Donde C, H2 O2 y S representan la masa de carbono, hidrógeno, oxígeno y azufre en kJ/Kg.
