Qual è la differenza tra un calorimetro a bomba e un calorimetro a tazza di caffè?

Un calorimetro a bomba e un calorimetro per tazze di caffè sono entrambi dispositivi utilizzati per misurare il calore prodotto o consumato da una reazione chimica. Tuttavia, differiscono nella loro costruzione e nel modo in cui misurano il calore.

Calorimetro della bomba:

1. Costruzione:

- Un calorimetro a bomba è costituito da un contenitore metallico robusto e sigillato chiamato bomba, solitamente in acciaio inossidabile.

- La bomba è immersa in un volume noto di acqua all'interno di un contenitore isolato.

2. Procedura:

- La reazione avviene all'interno della bomba, che è riempita di ossigeno ad alta pressione.

- La sostanza da testare (il campione) viene posta all'interno di un piccolo contenitore all'interno della bomba.

- Un circuito elettrico accende il campione, facendolo reagire e rilasciare calore.

3. Misurazione del calore:

- La variazione di temperatura dell'acqua che circonda la bomba viene misurata con precisione utilizzando un termometro o una sonda di temperatura.

- Il calore rilasciato dalla reazione viene calcolato in base alla variazione di temperatura e alla capacità termica del sistema (compresa l'acqua, la bomba e altri componenti).

Calorimetro per tazza di caffè:

1. Costruzione:

- Il calorimetro per tazze di caffè è più semplice ed è costituito da una tazza di polistirolo o di plastica (simile a una tazza di caffè).

- La tazza viene riempita con un volume noto di acqua e il contenitore di reazione (solitamente una provetta o un piccolo bicchiere) viene posto all'interno dell'acqua.

2. Procedura:

- La reazione viene effettuata nel contenitore di reazione e il calore rilasciato o assorbito viene trasferito all'acqua.

- La variazione di temperatura dell'acqua viene misurata utilizzando un termometro.

3. Misurazione del calore:

- Il calore coinvolto nella reazione viene calcolato in base alla variazione di temperatura dell'acqua, alla massa dell'acqua e alla capacità termica specifica dell'acqua.

La differenza principale tra un calorimetro a bomba e un calorimetro a tazza di caffè risiede nel modo in cui il calore viene contenuto e misurato. I calorimetri a bomba funzionano ad alta pressione e consentono misurazioni precise dei cambiamenti di calore nelle reazioni ad alta energia. D'altra parte, i calorimetri a tazze di caffè sono più semplici da usare e adatti per misurare le variazioni di calore nelle reazioni a bassa energia.

I calorimetri per bombe vengono spesso utilizzati per la determinazione accurata del potere calorifico di combustibili ed esplosivi, tra le altre applicazioni. I calorimetri per tazze di caffè, grazie alla loro semplicità, sono comunemente usati nei laboratori di chimica introduttivi per dimostrare i cambiamenti di calore in semplici reazioni chimiche.