Un calorímetro puede sonar como un equipo de ciencia elegante, pero en realidad es un dispositivo de medición de calor muy simple que puede hacer en casa con dos tazas de café. A menudo se usa en experimentos de proyectos de ciencias, mide la cantidad de calor involucrado en un proceso químico o físico, como la transferencia de calor o el calor específico de una sustancia.
TL; DR (Demasiado tiempo; No lo leyó)
La temperatura del líquido cambia cuando gana o pierde energía. Un calorímetro mide la masa de líquido y el cambio de temperatura del líquido para determinar la cantidad de energía ganada o perdida por el líquido.
Componentes de un Calorímetro
Un calorímetro tiene dos vasos: un recipiente externo y un recipiente interno. El aire entre los dos recipientes actúa como un aislante de calor, lo que significa que no hay (o un mínimo) intercambio de calor entre lo que está dentro del recipiente interno y el ambiente exterior. Los calorímetros utilizados en los laboratorios de ciencias tienen un anillo de fibra hecho de material aislante para mantener el recipiente interno en el centro del recipiente exterior. Incluyen un termómetro para medir la temperatura del líquido en el recipiente interno y un agitador para agitar el líquido y distribuir el calor por todo el recipiente. Es fácil hacer un calorímetro en casa con tazas de poliestireno, una cubierta, un termómetro y un agitador. Sin embargo, un calorímetro de "taza de café" permite un mayor intercambio de calor con su entorno y produce resultados menos precisos.
Medición de la transferencia de calor
Si es una reacción exotérmica (una reacción química que libera energía por luz o calor) ocurre en una solución en un calorímetro, la solución usa calor, lo que eleva su temperatura. Si ocurre una reacción endotérmica (una reacción que absorbe energía de su entorno), la solución pierde calor, lo que reduce su temperatura. La diferencia de temperatura, junto con el calor y la masa específicos de la solución, le permite calcular la cantidad de calor que utiliza la reacción. Por ejemplo, si coloca una pieza caliente de cobre en una cantidad de agua fría dentro de un calorímetro, el calor fluirá del cobre al agua. La temperatura del cobre disminuirá y la temperatura del agua aumentará hasta que tengan la misma temperatura (equilibrio térmico). No gana ni pierde calor durante el proceso porque el calorímetro permite que se produzca toda la transferencia de calor entre las dos sustancias.
Medición del calor específico
El calor específico es la cantidad de energía necesaria para producir un cambio de temperatura de 1 grado Celsius por gramo de sustancia, y varía entre sustancias. Por ejemplo, el calor específico del agua es 1.00 calorías /gramo grados Celsius. Para determinar el calor específico de un metal desconocido, coloque una pieza calentada del metal en agua en el recipiente interno del calorímetro. Una vez que haya medido la temperatura final tanto del metal como del agua, como la temperatura más alta alcanzada por el agua, puede calcular el calor específico del metal. Primero, multiplique la masa de agua por el calor específico del agua por el cambio de temperatura del agua, luego multiplique la masa de metal por el cambio de temperatura del metal. Divida su primera respuesta por su segunda respuesta para establecer el calor específico del metal.
