Tiempo (hs) 0 1 2 3 4Cantidad de sustancia (g) 2 1 0,5 0,25 1,125

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50

0.5

1

1.5

2

2.5

Cantidad de sustancia (g)

Cantidad de sustancia (g)

Tipos de termómetros

Termómetro de mercurio: es un tubo de vidrio sellado que contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit en el año 1714.

Pirómetros: termómetros para altas temperaturas, son utilizados en fundiciones, fábricas de vidrio, hornos para cocción de cerámica etc.. Existen varios tipos según su principio de funcionamiento:3 o Pirómetro óptico: se fundamentan en la ley de Wien de distribución de la radiación térmica, según la cual, el color de la radiación varía con la temperatura. El color de la radiación de la superficie a medir se compara con el color emitido por un filamento que se ajusta con un reostato calibrado. Se utilizan para medir temperaturas elevadas, desde 700 °C hasta 3.200 °C, a las cuales se irradia suficiente energía en el espectro visible para permitir la medición óptica.o Pirómetro de radiación total: se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzmann, según la cual, la intensidad de energía emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta.o Pirómetro de infrarrojos: captan la radiación infrarroja, filtrada por una lente, mediante un sensor fotorresistivo, dando lugar a una corriente eléctrica a partir de la cual un circuito electrónico calcula la temperatura. Pueden medir desde temperaturas inferiores a 0 °C hasta valores superiores a 2.000 °C.o Pirómetro fotoeléctrico: se basan en el efecto fotoeléctrico, por el cual se liberan electrones de semiconductores cristalinos cuando incide sobre ellos la radiación térmica.

Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura en el termohigrógrafo. Termómetro de gas: Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros. Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de algún metal (como el platino) cuya resistencia eléctrica cambia cuando varia la temperatura. Termopar: un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basado en la fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos metales distintos. Termistor: es un dispositivo que varía su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Algunos termómetros hacen uso de circuitos integrados que contienen un termistor, como el LM35. Termómetros digitales: son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores como los mencionados, utilizan luego circuitos electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas, mostrando finalmente la temperatura en un visualizador.

Termómetro de Beckmann

    El termómetro diferencial de Beckmann tiene una escala de 30 cm de largo, aproximadamente, con una escala total de 5 6 6 grados C. en divisiones. de 0.01 de grado. Está construido de suerte que una parte del mercurio del bulbo puede ser trasladada a un depósito de manera que lleve el extremo de la columna de mercurio a la sección graduada para las zonas de temperaturas en que se han de medir las diferencias. Se emplea sólo para medir diferencias de temperatura. La exactitud conseguida está entre 0.002 y 0.005 grados en la medida de cualquier intervalo dentro de los límites de la escala.

Termocupla

Las termocuplas son el sensor de temperatura más ampliamente usado en la industria. Una termocupla es un transductor de temperatura, es decir, un dispositivo que traduce una magnitud física en una señal eléctrica. Está compuesta por dos alambres de metales diferentes, los que unidos convenientemente generan entre sus extremos libres una diferencia de potencial proporcional a la diferencia de temperatura entre ellos. Su funcionamiento, se basa en un descubrimiento hecho por Seebeck en 1821: si se sueldan dos metales diferentes, cuyos extremos están a distintas temperaturas, aparece una f.e.m. (llamada f.e.m Seebeck)

Posteriormente, se mostró que esta f.e.m proviene en realidad de dos efectos diferentes: Uno resultante sólo del contacto entre dos metales disímiles y la temperatura de dicha unión.

Este es el llamado “Efecto Peltier” y es debido a la difusión de electrones desde el conductor con mayor densidad electrónica al de menor densidad.

Otro, debido a los gradientes de temperatura a lo largo de los conductores en el circuito. Este es el llamado “Efecto Thompson” y es debido al flujo de calor entre los extremos de los conductores, que es transportado por los electrones, induciendo entonces una f.e.m. entre los extremos de los mismos.

Bomba CalorimetricaLa Bomba Calorimétrica es un instrumento que utiliza una transferencia de calor como principio de funcionamiento, es utilizada para determinar el calor de combustión de una sustancia cuando se quema a volumen constante.

La bomba calorimétrica se compone de un recipiente adiabático que contiene una cubeta metálica con una cantidad conocida de agua (2000 g), y que constituye el ambiente del calorímetro y lo protege de cambios de calor. En el interior se introduce la cámara de reacción, que se conoce como bomba calorimétrica, el cual es un vaso cilíndrico de unos 300 cm3 de capacidad provisto de una tapa atornillada. En la tapa se encuentran dos válvulas, una de ellas se emplea para llenar la bomba con oxígeno, mientras que la otra se utiliza para dar salida a los gases de combustión después del ensayo.

En el interior de la bomba se encuentra la cápsula dentro de la cual se pone un peso determinado de la sustancia que se va a quemar (1g ), y un alambre de ignición (aleación de niquel-cobre) el cual sirve para hacer la conexión de los electrodos con la pastilla. La bomba se llena con oxígeno por medio de un tubo flexible y delgado de cobre, provisto de un manómetro, terminado de un lado en una tuerca que se adapta a las aberturas de llenado de la bomba, y por el otro por una boquilla que se ajusta a la rosca normal de las botellas de oxígeno. Se abre la botella y se deja pasar el oxígeno hasta que el manómetro señale 20 atm. Debe tomarse como norma dar salida al gas inmediatamente después de realizado el ensayo; es decir, la bomba no debe estar bajo presión más que el tiempo absolutamente indispensable.

Picnómetro de Weld.

Picnómetro (del griego πυκνός (pyknós), "densidad"), o botella de gravedad específica, es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua o el mercurio.

Normalmente, para la determinación de la densidad de algunos productos especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos.

Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido problema, la densidad de éste puede calcularse sencillamente.

La densidad de partículas de un árido (polvo, por ej.), que no puede determinarse con el simple método de pesar, puede obtenerse con el picnómetro. El polvo se pone en el picnómetro, que se pesará, dando el peso de la muestra de polvo. A continuación, se completa el llenado del picnómetro con un líquido, de densidad conocida, en el que el polvo sea completamente insoluble. El peso del líquido desplazado podrá luego determinarse, y así hallar la gravedad específica del polvo.

Ejemplo

Teniendo en cuenta que el volumen es siempre el mismo

y que a partir de la definición de densidad

se sigue que, con el mismo volumen, la de densidad es proporcional a la masa, la densidad de la muestra viene dada por:

siendo:

: masa de muestra contenido en el picnómetro: densidad de la muestra contenido en el picnómetro: masa de agua (o líquido de densidad conocida) contenido en el picnómetro

: densidad del "agua"(o líquido de densidad conocida) contenido en el picnómetro

BALANZA DU NOY

Fundamento:

En este método, un anillo de platino o de platino-iridio, se coloca sobre la superficie

de un líquido o en la interfase entre dos líquidos. El anillo, a través de un brazo de palanca,

está suspendido de una balanza de torsión, mediante la cual se mide la fuerza que es

necesaria para separar el anillo de la superficie. Para un sistema ideal, el valor de esta

fuerza F viene dado por la ecuación:

Para aumentar la superficie libre de un líquido a temperatura constante en un

valor S es necesario entregarle el trabajo que queda almacenado como energía libre

superficial. Cuando se pretende levantar el anillo sobre la superficie libre del líquido se

crean dos superficies libres cilíndricas, S1, S2.

Figura 1.

Descripción del Equipo:

El equipo a emplear, que es una balanza de torsión, conocido con el nombre de

tensiómetro de Du Nouy, se muestra en la figura:

Este tensiómetro está constituido por un alambre de acero (a) fijo por uno de sus

extremos a una pieza metálica accionada por tres tornillos (A, B y C), los cuales cumplen

con las siguientes funciones: con un tornillo de desplazamiento grueso, se modifica la

tensión del alambre y con el tercero se fija la posición que se ha conseguido con los

anteriores.

Estos tornillos permiten fijar el cero de la balanza que debe mantenerse durante

toda la experiencia.

El otro extremo del alambre (a), solidario a un tambor o dial graduado de 0° a 180°,

puede accionarse mediante el tornillo D.

En la parte media del alambre (a) se halla una palanca liviana (P) en cuyo extremo

libre puede colgarse un platillo o un anillo de platino. Los movimientos de la palanca (P)

están limitados por topes, con el fin de proteger el alambre (a) de una torsión exagerada.

Polarimetro.

El polarímetro es un instrumento mediante el cual podemos determinar el valor de la desviación de la luz polarizada por un estereoisómero ópticamente activo (enantiómero) (ver isomería y estereoisomería). A partir de un rayo de luz, a través de un filtro polarizador obtenemos un rayo de luz polarizada plana, que al pasar por un portamuestras que contiene un enantiómero en disolución, se desvía. Según la orientación relativa entre los ejes de los dos filtros polarizantes, la luz polarizada pasará por el segundo filtro o no.

Refractómetro.Es un instrumento óptico preciso, y como su nombre lo indica, basa su funcionamiento en el estudio de la refracción de la luz. Este elemento es utilizado por el Enólogo para la

medición de grados brix que contienen las uvas. Estos grados, por su exactitud, son la nueva medida utilizada en la elaboración para saber la cantidad de gramos de azúcar que contiene la uva. Los gramos deben ser convertidos mediante una tabla de equivalencias que es suministrada y supervisada por el ejemplo, si la lectura del refractómetro nos indica 22º Brix, nos indica 218 gr. de azúcar según la tabla de azúcares reductores, o que es equivalente a 12,45º de alcohol en la fermentación. Esta cifra se obtiene dividiendo los gramos de azúcar por 17,5 que es una constante. Es la relación entre la lectura refractométrica y el tenor de los azucares reductores.

Utilización

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.

- Conexión de un voltímetro en un circuito

En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento.

En la Figura se puede observar la conexión de un voltímetro (V) entre los puntos de a y b de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de potencial.

En algunos casos, para permitir la medida de tensiones superiores a las que soportarían los devanados y órganos mecánicos del aparato o los circuitos electrónicos en el caso de los digitales, se les dota de una resistencia de elevado valor colocada en serie con el voltímetro, de forma que solo le someta a una fracción de la tensión total.

A continuación se ofrece la fórmula de cálculo de la resistencia serie necesaria para lograr esta ampliación o multiplicación de escala:

,

Donde N es el factor de multiplicación (N≠1)Ra es la Resistencia de ampliación del voltímetroRv es la Resistencia interna del voltímetro

Conductimetro.Es un instrumento que se utiliza para medir la onductividad de una solución de electrolito que es una medida de su capacidad para conducir la electricidad. La unidad SI de conductividad es el siemens por metro (S/m).

Las medidas de conductividad se utilizan de forma rutinaria en muchas aplicaciones industriales y medioambientales como un modo rápido, barato y fiable de medir el contenido iónico en una solución.1 Por ejemplo, la medida de la conductividad del producto es un modo típico de supervisar instantánea y continuamente la tendencia del funcionamiento de los sistemas de purificación del agua.

En muchos casos, la conductividad está directamente vinculada a la cantidad de sólidos totales disueltos (TDS). El agua desionizada de alta calidad tiene una conductividad de 5,5 μS/m, el agua potable típica en el rango de 5-50 mS/m, mientras que el agua de mar cerca de 5 S/m.2 (es decir, la conductividad del agua de mar es un millón de veces mayor que el agua desionizada).

La conductividad se determina habitualmente midiendo la resistencia AC de una solución entre dos electrodos. Las soluciones diluidas siguen las leyes de Kohlrausch de la dependencia de la concentración y la aditividad de las concentraciones iónicas. Onsager dio una explicación teórica de la ley de Kohlrausch por extensión de la ecuación de Debye–Hückel.

pH-metro

El pH-metro es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución.

La determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de protones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio delante el pH.

Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de calomel ( mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución de la que queremos medir el pH.

La varita de soporte del electrodo es de vidrio común y no es conductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, esta formado por un vidrio polarizable (vidrio sensible de pH).

Se llena el bulbo con la solución de ácido clorhídrico 0.1M saturado con cloruro de plata. El voltaje en el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que la diferencia de potencial solo depende del pH del medio externo.

El alambre que se sumerge al interior (normalmente Ag/AgCl) permite conducir este potencial hasta un amplificador.