Calorimetria

 ¿Qué es la calorimetría?

La calorimetría mide la cantidad de energía generada o perdida en ciertos procesos de intercambio de calor, por ejemplo en las reacciones químicas, cambios físicos, bajo limitaciones especificas. La calorimetría se realiza a través de un calorímetro. 

                           Ilustración 1. Primer Calorímetro  Fuente: Wikipedia,2022

Existen dos tipos de calorimetría : Directa e Indirecta 

• Directa: que consiste en la medición directa del calor producido. Dos ejemplos de calorimetría directa son:

•  La bomba calorimétrica, que es empleada para calcular la energía o calor de combustión de un alimento o sustancia cuando se quema a volumen constante.

Ilustración 2.  Partes y funcionamiento de la bomba calorimétrica.    Fuente: http://corinto.pucp.edu.pe/

•  Las cámaras aisladas térmicamente son las que permiten calcular el calor generado por un individuo tras la realización de cualquier actividad o trabajo.

                                Ilustración 3. Aislamiento térmico    Fuente: https://i0.wp.com/www.caem.org.co/

• Indirecta: que consiste en el consumo de oxígeno o la producción de dióxido de carbono y desechos de nitrógeno para estimar el calor producido por un ser vivo. 
• Un médico, por ejemplo, puede indicarle a una persona que utilice un medidor metabólico para conocer su producción de CO2 y su consumo de O2 mientras respira de manera espontánea. 

CALOR

Se refiere a la Energía Térmica que se transfiere de un objeto a otro cuando entran en contacto mutuo, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos. Cuando la dirección de la transferencia de la energía térmica es siempre desde la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor temperatura o sea desde la más caliente a la más fría.

Calorímetro 

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

En el siguiente video trata del procedimiento a seguir para realizar la práctica para encontrar experimentalmente el Calor Específico de cualquier cuerpo de prueba.

Tipos de calorímetro

• Calorímetro de titulación isotérmica (CTI)

El calorímetro presenta dos celdas: en una se coloca la muestra y en la otra, la de referencia, generalmente se coloca agua.

La diferencia de temperatura que se genera entre las celdas, debido a la reacción que ocurre en la celda de la muestra que es anulada mediante un sistema de retroalimentación que inyecta calor para igualar las temperaturas de las celdas. Este tipo de calorímetro permite seguir la interacción entre las macromoléculas y sus ligandos. (Bolivar, 2019)

• Calorímetro de escaneo diferencial

Este calorímetro presenta dos celdas, igual que el CTI, pero tiene un dispositivo que permite determinar la temperatura y los flujos de calor asociados a los cambios de un material en función del tiempo. Esta técnica da información acerca del plegamiento de las proteínas y los ácidos nucleicos, así como de su estabilización.(Bolivar, 2019)

Principios Generales de la Calorimetría 

• Siempre que entre varios cuerpos haya un intercambio de energía térmica, la cantidad de calor perdido por unos cuerpos es igual a la cantidad de calor ganada por los otros.

• La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su variación de temperatura. 

• La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su masa.
  
  
• Cuando varios cuerpos a temperaturas diferentes se ponen en contacto, la energía térmica se desplaza hacia los cuerpos cuya temperatura es más baja. El equilibrio térmico ocurre cuando todos los cuerpos quedan a la misma temperatura.

En este siguiente video trata del concepto de la calorimetria y ejemplos resueltos.

Conclusiones:

La calorimetría estudia el intercambio de calor, en diferentes procesos, mediante un instrumento denominado calorímetro, que mide el cambio de energía en un sistema al operar un proceso; que puede ser físico, químico o biológico.

La temperatura no es una medida de la energía térmica total del cuerpo, es solo de su energía promedio. Es por esto que dos cuerpos pueden tener la misma temperatura pero distinta cantidad de energía interna. 

Referencias 

"Calorimetria" obtenido De: https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calorimetr%C3%ADa&oldid=140194873.

"Procedimiento para realizar una práctica en el calorimetro"https://www.youtube.com/watch?v=qc1YOwv_0eI&t=23s&ab_channel=SebastianBenitez

"Calorimetria, que estudia y aplicaciones" Obtenido de: https://www.lifeder.com/calorimetria/

"Calorimetria" Obtenido de: http://fisicafacilito.blogspot.com/2013/07/calorimetria.html