La calorimetría: Es la parte de la termología que estudia la medida del calor de los cuerpos. Todos los calculos de la calorimetría se fundamentan en los siguientes principios:
Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a temperaturas distintas el mas caliente cede calor al frio hasta que ambos quedan a una temperatura intermedia de las que se tenían al principio. El calor ganado por un cuerpo es exactamente igual al cedido por el otro cuerpo por lo cual las perdidas no son significativas.

Si tenemos un cuerpo de masa m1, calor especifico c1 y que esta a una temperatura t1 y otro de masa m2, calor especifico c2 y que esta a una temperatura t2 y suponemos que t1>t2 al ponerlos en contacto ambos quedaran a una temperatura intermedia te cumpliéndose que t1>te>t2. El calor perdido por el cuerpo caliente sera
Qp=m1c1(t1-te)
El calor ganado por el cuerpo frio sera
Qg=m2c2(te-t2)
Qp=Qg

En un sentido amplio, la calorimetría se desarrolló históricamente como una técnica destinada a fabricar aparatos y procedimientos que permitieran medir la cantidad de calor desprendida o absorbida en una reacción mecanica, eléctrica, químicao de otra índole. Esta disciplina, encuadrada dentro de la termodinamica, se ha especializado sobre todo, con el paso del tiempo, en la determinación del calor específico de los cuerpos y los sistemas físicos.

Según las teorías que iniciaron el estudio de la calorimetría, el calor era una especie de fluido muy sutil que se producía en las combustiones y pasaba de unos cuerpos a otros, pudiendo almacenarse en ellos en mayor o menor cantidad. Posteriormente, se observó que, cuando se ejercía un trabajo mecanico sobre un cuerpo (al frotarlo o golpearlo, por ejemplo), aparecía calor; hecho que contradecía el principio de conservación de la energía, ya que desaparecía una energía en forma de trabajo mecanico, ademas de que se observaba la aparición de calor sin que hubiese habido combustión alguna. Benjamín Thompson puso en evidencia este hecho cuando dirigía unos trabajos de barrenado de cañones observando que el agua de refrigeración de los taladros se calentaba durante el proceso. Para explicarlo, postuló la teoría de que el calor era una forma de energía. Thompson no consiguió demostrar que hubiese conservación de energía en el proceso detransformación de trabajo en calor, debido a la imprecisión en los aparatos de medidas que usó. Posteriormente, Prescott Joule logró demostrarlo experimentalmente, llegando a determinar la cantidad de calor que se obtiene por cada unidad de trabajo que se consume, que es de 0,239 calorías por cada julio de trabajo que se transforma íntegramente en calor. Calorimetría es la medida de la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo.
La bomba calorimétrica es un dispositivo utilizado para estimar el poder calorífico de un combustible cuando éste se quema a volumen constante. Se inyecta el combustible a analizar y la cantidad de oxígeno necesaria para que ocurra la combustión, que inicia mediante ignición por medio de un conductor eléctrico en cortocircuito.

En el sistema por carga ideal, la composición del reactor es homogénea en todo el reactor, y la variable es el tiempo de reacción, estas consideraciones permiten realizar el balance de material en todo el reactor tomando un intervalo de tiempo , comprendido entre un tiempo y un tiempo .

Si en el reactor ocurre la reacción , regida por la ecuación cinética , el balance de masa en el reactante A en todo el reactor durante un tiempo , puede formularse de la siguiente manera:


= número de moles de A
= Volumen de la mezcla de reacción

De la ecuación anterior se puede derivar la ecuación de velocidad del sistema por carga:



Del balance de masa se puede obtener la dependencia deltiempo con la conversión, que es la ecuación de diseño característica del reactor por carga:


El número de moles de A y el volumen de la mezcla de reacción pueden escribirse en función de la conversión:




Para sistemas de volumen constante , y la ecuación se reduce a:

, o en función de la concentración

Si se conoce la ecuación cinética se tiene ; se puede encontrar una solución analítica para el tiempo de reacción, . Si la ecuación cinética tiene una forma compleja, y no permite una solución analítica, se puede recurrir al método grafico para resolver la integral definida, el tiempo de reacción sera el area comprendida entre 0 y , para un grafico de en función de ; o el area entre y para un grafico de en función de .


Para sistemas de volumen variable, la expresión para determinar el tiempo de reacción es:



De nuevo se puede obtener la solución analítica para el tiempo de reacción, sustituyendo la ecuación de velocidad en función de la conversión , e integrando la expresión resultante. En este caso la integración es generalmente mas difícil, considerando la mayor complejidad de las ecuaciones cinéticas. La solución de la integral por el método grafico es la mas conveniente. En este caso el grafico sera de en función de , el area bajo la curva comprendida entre 0 y XA corresponde a







Reactores continuos o de flujo:
Para los reactores continuos se considera estado estacionario, así el tiempo no es una variable. Para estos reactores se define unparametro conocido como tiempo espacial denominado, definido como:



El inverso del tiempo espacial se define como velocidad espacial. Ambos parametros son tomados como parametros de diseño para los reactores de flujo, y las ecuaciones de diseño se definen en función de estos valores.



El tiempo espacial se puede definir como el tiempo necesario para tratar un volumen de alimentación medido en las condiciones de entrada del reactor, igual al volumen del reactor. La velocidad espacial se define como los volúmenes de alimentación medidos en las condiciones de entrada del reactor, que pueden ser tratados en la unidad de tiempo. Por ejemplo un tiempo espacial de 4 horas, significa que en 4 horas se trata un volumen de alimentación igual al volumen del reactor. La velocidad espacial correspondiente a este tiempo es 0.25 h-1, es decir, que en una hora se trata un volumen de alimentación igual a 0.25 el volumen del reactor.

En un reactor continuo el tiempo espacial se puede tomar como un parametro equivalente al tiempo de reacción en un reactor por carga, ya que determina el tiempo de contacto de los reactantes en el reactor definido como el tiempo que tarda el fluido en salir del reactor , entonces a mayor tiempo de contacto se tendra un mayor grado de conversión del reactante A. El tiempo espacial es proporcional al tiempo de contacto, y para sistemas de volumen constante en fase líquida, o en reacciones en fase gas donde no hay variación en el número de moles, el caudal de fluido semantiene constante en el reactor y por ende la velocidad lineal , entonces asumiendo un movimiento uniforme del fluido en el reactor se tiene que el tiempo de contacto, es igual al tiempo espacial , lo cual puede demostrarse a partir de las siguientes ecuaciones:


como y , donde sección transversal del reactor, se tiene:


Cuando hay variación en el número de moles el caudal de fluido variara con la conversión, en forma similar a la variación de volumen en los sistemas discontinuos visto en el tema ant
Con el fin de absorber el calor liberado, la bomba se sumerge en una camisa de agua; el sistema debe estar aislado térmicamente con el fin de evitar pérdidas de calor. El calor liberado se mide teniendo en cuenta la diferencia de temperaturas del agua del calorímetro, la masa del combustible, la masa de la bomba calorimétrica, y después de aplicar algunos factores de corrección.