Por Claire Gillespie
Actualizado el 30 de agosto de 2022
Анатолий Тушенцов/iStock/GettyImages
Un calorímetro puede parecer un aparato de alta tecnología, pero es un sencillo dispositivo de medición del calor que se puede construir en casa con dos tazas de café. Utilizado con frecuencia en proyectos de ciencias escolares, cuantifica la energía intercambiada en procesos químicos o físicos, como la transferencia de calor o el calor específico de una sustancia.
El calor hace que la temperatura de un líquido suba o baje. Al registrar la masa del líquido y el cambio de temperatura resultante, un calorímetro calcula la energía ganada o perdida.
Un calorímetro básico consta de dos recipientes:un recipiente exterior y un recipiente interior encajado. El aire (o espuma) entre ellos actúa como aislante térmico, impidiendo el intercambio de calor con el ambiente exterior. Los calorímetros de laboratorio suelen contar con un anillo de fibra que mantiene centrado el recipiente interior, un termómetro para controlar la temperatura y un agitador para distribuir el calor de manera uniforme. Una versión casera en “taza de café” es más simple pero menos precisa debido a una mayor pérdida de calor hacia el entorno.
Cuando una reacción exotérmica libera energía, la temperatura de la solución aumenta; Una reacción endotérmica absorbe energía, lo que hace que la temperatura baje. Al medir el cambio de temperatura junto con el calor específico y la masa de la solución, se puede calcular el cambio de calor de la reacción. Por ejemplo, insertar una varilla de cobre caliente en agua fría en un calorímetro hace que el calor fluya del cobre al agua hasta que ambos alcanzan la misma temperatura (equilibrio térmico). No sale calor del sistema, por lo que toda la transferencia se produce internamente.
El calor específico es la cantidad de energía necesaria para elevar 1 g de una sustancia en 1 °C. Varía entre materiales; por ejemplo, el calor específico del agua es 1,00 cal/g·°C. Para determinar el calor específico de un metal desconocido, caliéntelo y luego sumérjalo en agua dentro del recipiente interior. Registre la temperatura de equilibrio final. Calcule el calor absorbido por el agua (masa×calor específico×ΔT) y el calor perdido por el metal (masa×ΔT). Al dividir el calor del agua por el del metal se obtiene el calor específico del metal.
