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FUNDAMENTOS |
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El modelo que aquí se muestra es aplicable al método conocido como de Berthelot – Mahler, seguido para la determinación del calor de combustión de sólidos y líquidos, utilizado en Química, Biología, Industria, etc. La bomba propiamente dicha está constituida por un obús de acero inoxidable, de forma exterior cilíndrica e interior cilíndrico- cóncava, provista de una rosca mediante la que se atornilla la tapadera del mismo material. Esta cubierta posee una válvula de entrada del O2 procedente de una botella a través de un tubo de cobre provisto de manómetro y de una llave de paso. Además, sobre la misma tapadera existe otra válvula para la salida de gases. En la cara inferior de la cubierta existe un hilo grueso, situado verticalmente y terminado en un aro sobre el que se coloca una cápsula de acero o de cuarzo. En esta misma tapa penetra otro grueso hilo terminado, como el anterior, en una clavija de conexión eléctrica. La muestra en forma de comprimido exactamente pesado, si es sólida, o de volumen y densidad conocidos, si es líquida, se coloca en la cápsula y se conectan sendos hilos de hierro para establecer el adecuado circuito eléctrico. En el fondo del obús se adiciona un volumen conocido de agua para la posterior disolución de los gases producidos en la combustión. Una vez purgada de aire la bomba y llena de O2 a la presión deseada, se sitúa en el fondo de uno de los vasos del calorímetro propiamente dicho. Este último está integrado por una gran vasija de dobles paredes, aislada térmicamente del exterior y dotada de una tapadera que da paso a un agitador, a un termómetro diferencial o metastático y a los cables de conexión eléctrica. Seguidamente se adiciona una cantidad de agua conocida de manera que se cubre el obús un poco por encima de su superficie. Se cierra el sistema mediante dos semicírculos que ajustan convenientemente. Tras estas operaciones, y una vez alcanzado el equilibrio térmico mediante la agitación permanente, se procede a la combustión de la sustancia por accionamiento de un conector manual, anotándose sucesivamente las indicaciones termométricas. Se pueden seguir varios procedimientos, por anotación o gráficamente, para conocer el desnivel térmico alcanzado tras la combustión. Los datos utilizables para el cálculo del calor de combustión de la muestra, son la masa de ésta, la masa del hilo de hierro que hizo de contactor, la masa del agua del calorímetro, el desnivel térmico observado tras la combustión, el calor de combustión del hierro y el denominado equivalente en agua del sistema. Esta última cantidad representa el valor teórico de la masa de agua que hubiera de experimentar un desnivel térmico análogo al experimentado por todo el conjunto de las piezas, y se investiga mediante una experiencia paralela, efectuada en igualdad de condiciones, con una sustancia estándar de calor de combustión conocido. El calor de combustión que se origina se refiere a una variación de energía a volumen constante, y ha de ser corregido para conocer el correspondiente valor a presión constante. Todos los cálculos se realizan de manera que se satisfaga la expresión que iguala la cantidad de calor liberado con la del absorbido, entendiéndose por la primera a la suma del calor producido por la sustancia al quemarse en atmósfera de oxígeno y el originado por el hilo de hierro. La segunda representa la suma de calores absorbidos por el agua del calorímetro y por su entorno. Con este instrumento se han determinado, durante muchos años, magnitudes de combustión en alimentos, carbones y lignitos de la región y datos relativos a muestras industriales de interés farmacéutico.
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