Diseño de calorímetro

Una tesis sobre el diseño de un calorimetro de estrangulamiento.

PROYECTO SOBRE EL DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBO Y CORAZA

OBJETIVO Determinar la capacidad calorífica del calorímetro a partir de las medidas termométricas de un proceso para el que usted conoce la cantidad de calor involucrado. FUNDAMENTO TEÓRICO El calorímetro es un dispositivo que permite medir la cantidad de calor "q" absorbido o desprendido en una transformación física o química. Aunque pueden ser bastante sofisticados, los calorímetros evitan el intercambio de calor con el exterior de manera que pueda asegurarse que el calor cedido por alguno de los componentes del sistema es absorbido por el resto. En general consiste de un termo (vaso Dewar), un termómetro y un agitador. Si en un proceso físico o químico que tiene lugar en un calorímetro, se desprende una cantidad de calor "q", esta elevará la temperatura de: a) la masa del líquido del calorímetro. b) el recipiente del calorímetro, el agitador y el termómetro. Debido a la baja conductividad térmica del vidrio, sólo intervienen las partes de aquel en contacto con el líquido. El cambio de temperatura del calorímetro, ∆T, es proporcional al calor que se absorbe o libera en la reacción que en él se produce. Entonces midiendo ∆T se puede determinar la cantidad de calor involucrado en el proceso. Para eso resulta necesario calibrar el calorímetro, es decir determinar la capacidad calorífica del mismo. Dado que el calor total "q" cedido o absorbido por el sistema será: q= C ∆T donde: q: calor intercambiado (J) C: capacidad calorífica del calorímetro ∆T: incremento de temperatura. Es importante determinar "C" con la misma cantidad de agua que se utilizará en las determinaciones posteriores, para que sea constante la capacidad calorífica del calorímetro. En este trabajo práctico la capacidad calorífica del calorímetro se determinará a partir de la mezcla de agua a dos temperaturas distintas. La capacidad calorífica del calorímetro se calcula de la siguiente manera: q (agua caliente) = q (agua fría) + q (calorímetro) donde:

El calorímetro es un instrumento utilizado 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, la cantidad de calor 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. Un calorímetro consiste en dos cámaras. La primera cámara tiene la reacción que se quiere medir. La segunda cámara tiene un volumen medido de agua. Estas están separadas por una pared de metal que conduce el calor de la reacción con el agua sin dejar que se mezclen. Ambos están aislados por lo que el calor se queda dentro del calorímetro tanto como sea posible. También consta de un termómetro que mide la temperatura del agua. El termómetro es sellado alrededor del calorímetro para evitar que el calor y el agua se escapen.

PROYECTO DE TRANSFERENCIA DE CALOR MEDIANTE TUBOS CONCENTRICOS

Calorimetría Observando los datos grupales registrados se puede evidenciar que el calor liberado o absorbido guarda una proporción directa con la cantidad de moles del reactivo en cuestión, en ambas reacciones se puede ver claramente como aumenta el Δ de la temperatura a medida que la cantidad de reactivo límite aumenta. Por otra parte basado en el valor de entalpia de la disolución de urea (15,1 KJ/mol) y la entalpia de neutralización del ácido clorhídrico (57,1 KJ/mol), se estableció una comparación con los datos obtenidos experimentalmente de cada grupo y con el promedio de los mismos. Se obtuvo un porcentaje de error muy alto, respecto al promedio grupal de entalpia de la disolución de urea, 41,8%. Sin embargo al comparar el valor promedio obtenido experimentalmente de la entalpia de neutralización del ácido clorhídrico se encontró un porcentaje de error de 3,85% mucho menor comparado con el anterior. A pesar que el porcentaje de error fue menor, está el error, esto puede deberse principalmente a la no utilización de un sistema completamente hermético el cual pudo haber permitido el escape de calor, el uso de un termómetro no calibrado previamente, pero sin duda el factor más determínate por el cual podemos ver un porcentaje de error tan alto fue el uso de un vaso de precipitado para contener la reacción, este al estar fabricado con vidrio borosilicado posee una conductividad térmica muy alta, la cual le permite al vaso absorber energía en forma de calor y afectar la temperatura registrada por el termómetro y por ende el cálculo de la respectiva entalpia. (Tablas páginas 2 y 3)

Revista Colombiana De Quimica, 2009

Se descrit)en los criterios de diseño, la construcción y la calibración de un calorímetro isope-rit>ólico de solución de precisión media y de bajo costo. Se miden los cambios térmicos mediante un termistor de 15.000 otimios a 293 K, cuya calibración permite encontrar la expresión AT =-52,495 log,o (Rf/Ri) para el cambio de temperatura en función de la resistencia, en el rango de trabajo, 297 a 299 K, La sensibilidad termométríca es 0,00158 K/otimio. El error relativo máximo en las medidas calorimétricas con el sistema de calibración benceno-cíclotiexano es de 3%. el de la capacidad calorífica es de 2,74% y el correspondiente a la diferencia de temperatura es de 1,66%, Se encuentran problemas por la gran pendiente de pérdidas de calor, 0,048 K/mln. (valor máximo observado). El coeficiente de transferencia de calor de las paredes del vaso calorimétrico resultó elevado aunque cumple las especificaciones exigidas.