PAOLA ACEVEDO GÓMEZ

Dispositivo que se

utiliza para

determinar el calor

especifico, así como

también para medir

las cantidades de

calor que liberan o

absorben los

cuerpos.

Es un recipiente aislado térmicamente del exterior, provisto de un termómetro diferencial en cuyo interior se deposita la muestra sometida a estudio junto con un agitador. Además contiene un líquido calorimétrico que generalmente es el agua.

Pueden construirse calorímetros sencillos, por comodidad o por rapidez, y pueden utilizarse calorímetros mas sofisticados, para conseguir mayor exactitud.

Sin importar su principio de funcionamiento, todos los calorímetros se diseñan de tal forma que no sólo minimizan las pérdidas de calor en procesos diferentes al de calentamiento de la sustancia, sino que favorecen el establecimiento de una temperatura uniforme en el sistema cuerpo-sustancia.

Fundamentos Físicos Cuando varios cuerpos a diferentes

temperaturas se encuentran en este sistema se producen intercambios caloríficos entre ellos alcanzándose la temperatura de equilibrio al cabo de cierto tiempo. Cuando se ha alcanzado este equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero.

Cuando un sistema de masa grande se pone en contacto con un sistema de masa pequeña que está a diferente temperatura, la temperatura de equilibrio resultante está próxima a la del sistema grande.

Decimos que una cantidad de calor ΔQ se transfiere desde el sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura.

La cantidad de calor transferida es proporcional al cambio de temperatura ΔT.

La constante de proporcionalidad CC se denomina capacidad calorífica del sistema.

ΔQ =C· ΔT Esta capacidad calorífica se refiere a

la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la extensión de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius)

Es una constante para cada calorímetro

Se define calor específico c como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua c vale 1 cal/(g ºC) ó 4186 J(kg ºK).

La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la siguiente fórmula

Q= m·c·(Tf-Ti)

Donde m es la masa, c es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final

Si Ti >Tf el cuerpo cede calor Q<0 Si Ti<Tf el cuerpo recibe calor Q>0

El calor específico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada sustancia; por el contrario, la capacidad calorífica es una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema particular.

La conducción de calor en cuerpos sólidos permite medir cuantitativamente el intercambio de calor entre los alrededores y la celda de medida

EJEMPLO:

La capacidad calórica C, del calorímetro es el calor necesario para aumentar su temperatura en 1°C y es el cociente del calor recibido, q, entre el incremento de temperatura, ΔT:

Ccalorímetro = q/ΔT = 15,0 kJ / 2,00 °C = 7,50 kJ/°C

Un calentador eléctrico que entrega 150 J/s calienta un calorímetro de agua como el que se representa en la Figura 6.2 durante 100 s. el incremento detectado en la temperatura es 2,00 °C ¿Cuál es la capacidad calórica del calorímetro?

Puesto que el flujo calórico es 150 J/s , el calorímetro recibe 150 J a lo largo de cada segundo transcurrido; entonces, en 100 recibirá:q = tiempo x flujo calórico = (100s) x (150J/s) = 15,0 x 10ᶾ J = 15,0 kJ