Bomba calorimetrica di Mahler
Come funziona la bomba calorimetrica di Mahler?
La bomba calorimetrica, nota anche come bomba di Mahler, è un calorimetro con cui è possibile determinare la quantità di calore sviluppata nella combustione di sostanze solide o liquide (calore di combustione).
La bomba calorimetrica consiste in un piccolo recipiente di acciaio a pareti robuste, ermeticamente chiuso, in cui è posta una piccola capsula di porcellana nella quale viene posta la sostanza da esaminare.
All'interno della bomba calorimetrica viene immesso ossigeno puro e la combustione viene innescata mediante una resistenza elettrica "immersa" nella sostanza da esaminare.
Facendo passare corrente elettrica attraverso la resistenza elettrica, questa si arroventa e provoca la rapida combustione del composto.
Il calore della reazione di combustione viene assorbito da una nota quantità di acqua distillata, in cui è immersa la "bomba".
Bomba calorimetrica o bomba di Mahler.
Nota, mediante taratura, la capacità termica C della bomba calorimetrica e tenendo conto che il calore specifico dell'acqua è uguale a 4,184 J·g-1·°C-1, applicando la legge fondamentale della termologia possiamo risalire alla quantità di calore emessa durante la combustione.
Tale valore è calcolabile applicando la seguente formula:
nella quale:
- m = massa in grammi dell'acqua distillata in cui è immersa la bomba calorimetrica (g);
- C = capacità termica del calorimetro (J·g-1·°C-1);
- T1 = temperatura iniziale dell'acqua (°C);
- T2 = temperatura finale dell'acqua (°C);
- Q = quantità di calore emessa durante la reazione di combustione (J).
Taratura della bomba calorimetrica e determinazione della capacità termica del calorimetro
La capacità termica del calorimetro tiene conto del fatto che anche le sue parti componenti (contenitore, termometro, agitatore, ecc.) assorbono calore.
È necessario pertanto predeterminare la capacità termica del calorimetro, cioè determinare la quantità di calore necessaria per innalzare di 1°C la temperatura di tale sistema.
È possibile determinare la capacità termica del calorimetro facendo svolgere nell'apparecchio una reazione la cui tonalità termica sia nota.
Alternativamente la capacità termica del calorimetro la si determina facendo passare - attraverso la resistenza - una quantità nota di corrente elettrica che viene dissipata come calore all'interno dello strumento.
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