Tipos de calorímetros

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NA/AbleStock.com/Getty Images

Un calorímetro mide el calor de una reacción durante un proceso químico, o en su lugar, la cantidad de calor transferida desde o hacia un objeto en particular. Estos dispositivos pueden ser tan simples como una taza de telgopor, o tan complejos como una maquinaria altamente tecnológica. Muchos tipos de calorímetros existentes están pensados para su uso en el aula de física y en laboratorios profesionales para determinar cosas tales como el número de calorías de un alimento.

Calorímetro de presión constante

En un calorímetro de presión constante, la reacción se lleva a cabo en una solución en la cual la presión atmosférica es constante. El calorímetro mide el cambio en la entalpía, que es una medida del calor total contenido por un sistema. Los calorímetros de presión constante son sencillos de construir, y son los que se utilizan en el aula de física. Los estudiantes de física pueden visualizar la teoría detrás de un calorímetro usando una taza de telgopor y un termómetro, con accesorios tales como una varilla para agitar, una tapa o hielo. Los alumnos pueden usar este rudimentario calorímetro de presión constante para medir el calor, o energía, ganado o perdido dentro de la taza. De acuerdo con las leyes de la física, cuando el agua pierde o gana energía, su temperatura cambia. Puedes verificar el cambio de temperatura en el agua dentro de la taza mientras modificas las variables, por ejemplo añadiendo un cubo de hielo, agitando el agua o colocando una tapa.

Bomba o calorímetro de volumen constante

La bomba, o calorímetro de volumen constante, se usa para medir cosas como una reacción de combustión. Esta información es útil para determinar la cantidad de calor (calorías) en alimentos y combustibles. Se crea una reacción en una cámara diseñada para soportar altas temperaturas y explosiones. La cámara está rodeada por una camisa de agua que se calienta con la energía proveniente de la reacción. Luego de finalizada la reacción, los científicos miden la temperatura del agua para determinar la cantidad de energía liberada.

Calorimetría de exploración diferencial

La calorimetría de exploración diferencial es útil para medir cambios moleculares. Los científicos toman muestras controladas y calentadas de biomoléculas, polímeros u otras moléculas, y miden cómo el calor fluye hacia y desde la muestra. Esto puede ayudar a determinar la estabilidad de una molécula en su fórmula, y cómo los cambios en el ambiente afectan la estabilidad. Por ejemplo, un estudio del la revisa científica "Journal of Agriculture and Food Chemistry", midió cómo añadir varios jarabes industriales de azúcar a la miel impactaba en el comportamiento de ésta a la hora de ser calentada. La calorimetría de exploración diferencial tiene aplicaciones en estudios alimenticios y farmacéuticos.

Otros calorímetros

Las variaciones de estos tipos de calorímetros básicos existen, incluyendo el calorímetro tipo Calvet, el calorímetro adiabático y de reacción, entre otros. Los calorímetros tipo Calvet se basan en un sensor tridimensional de flujo para detectar la transmisión de calor. Los calorímetros adiabáticos miden las reacciones a calor constante, aquellas que producen en un proceso adiabático, un término de la termodinámica. Como los calorímetros bomba, los calorímetros de reacción trabajan creando una reacción en un recipiente cerrado y midiendo el efecto sobre el calor.