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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

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:

formula bomba calorimetrica

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.

E' 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.

E' 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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