La calorimetría es la parte de la química que trata del estudio de la cantidad de calor que se absorbe o se libera con el entorno durante alguna reacción química. Lo medimos utilizando un equipo, el calorímetro. Tiene un termómetro y mide la variable llamada ha comido de combustiones. Este tema ayudará a los estudiantes a entender el concepto de calorímetro con la Fórmula Calorimétrica con ejemplos. ¡Vamos a aprenderlo!
Concepto de Calorimetría
La Calorimetría define el acto de medir los diferentes cambios en las variables de estado de un cuerpo para derivar la transferencia de calor relacionada con los cambios de sus estados. Podemos realizar esta Calorimetría con un calorímetro.
En la calorimetría, el valor del calor de combustión es constante para cada sustancia (se conoce comúnmente como el calor de combustión estándar) y se mide con la calorimetría (como se ha comentado anteriormente) y este valor corresponde al calor liberado durante la combustión de 1 mol de una determinada sustancia.
Un calorímetro es un dispositivo que se utiliza para medir la cantidad de calor transferida a un objeto o desde él. El calorímetro de taza de café suele llenarse de agua y utilizarse como un calorímetro común. Los casos más sofisticados son una tapa en la taza con un termómetro insertado y quizás incluso un agitador.
Los químicos suelen utilizar otro conocido como calorímetro de bomba. Este mide los intercambios de calor asociados a las reacciones químicas, especialmente las de combustión. Así, si necesitamos averiguar el calor de combustión de 2 g de alguna sustancia, habría que aplicar la ecuación para hallar el valor calorífico.
La fórmula de la calorimetría:
Es la siguiente:
Qsub= m × C × ΔT
Donde,
- Qsub – Energía térmica de la sustancia
- m – Masa
- C – Calor específico
- ΔT – Diferencia de temperatura
Video de la Fórmula de la Calorimetría
Ejemplos de ejercicios resueltos de la Fórmula de Calorimetría
Ejemplo: A una clase de física se le ha asignado la tarea de determinar un valor experimental para el calor de fusión del hielo. Los estudiantes extraen 25.8 gramos de hielo y lo colocan en una taza de café con 100.0 g de agua a 35.4∘C. A continuación, colocan una tapa en la taza de café e introducen un termómetro. Al cabo de unos minutos, el hielo se ha derretido completamente y la temperatura del agua ha bajado a 18,1∘C. ¿Cuál será su valor experimental para el calor específico de fusión del hielo? Utiliza la fórmula de la calorimetría.
Solución:
El paso fundamental para la solución de este problema es el reconocimiento de que la cantidad de energía que pierde el agua al enfriarse es igual a la cantidad de energía necesaria para fundir el hielo. En forma de ecuación, podemos plantear esto como
Qice= -Qcalorímetro
Aquí se considera que el calorímetro es el agua de la taza de café. Además, si se conoce la masa de esta agua y su cambio de temperatura, se puede determinar el valor. Así,
Qice=m×C×ΔT
Qice=100×4.18×(18.1–35.4)=−7231.4J
El signo negativo aquí indica que el agua perdió energía. Se supone que esta energía perdida por el agua será igual a la cantidad de energía ganada por el hielo. Por tanto, Qice=+7231,4J. Aquí, el signo positivo indica una ganancia de energía. Podemos utilizar este valor con la ecuación para determinar el calor de fusión del hielo.
Qice=mice×ΔHice
+7231.4J=(25.8g)×Hice
Por tanto, ΔHice=7231,4J/25,8g
ΔHice= 280,28J/gr
Por lo tanto, el valor experimental del calor específico de fusión del hielo es de 280,28 Julios por gramo.