BOMBA DI MAHLER
Relazione a cura di Enrico Sattin
Notizie Generali
Per dimostrare il 1° principio della termodinamica
si può considerare la bomba di Mahler in cui in
un sistema isolato si produce nuova energia per
effetto di una reazione di combustione. Questo
sistema termodinamico isolato, cioè mantiene
l’energia interna costante, si configura come un
recipiente dalle pareti metalliche dove si instaura
una combustione. Tale reazione comporta la
Liberazione di una quantità di energia chimica
che si stima essere il 90% dell’energia utilizzabile.
Per tale motivo gli scienziati stimano la
combustione come il processo di conversione
energetico più usato per trasformare l’energia
chimica in calore.
Potere Calorifico
A tale riguardo è opportuno ricordare che
nella gestione dei combustibili si deve
prestare attenzione alla loro potenzialità
di produrre energia e che nel loro
controllo si rivela fondamentale la
determinazione del potere calorifero, ossia
la quantità di calore che si libera nella
combustione, intuitivamente delineabile in
quella capacità di bruciare per cui tutti i
combustibili producono energia e liberano
calore nell’ambito di una reazione
esotermica.
Descrizione
Apparecchiatura
La bomba è formata da un recipiente d’acciao a
pareti robuste, ermeticamente chiuso, in cui è
posta una capsula di porcellana contenente la
sostanza in esame; la combustione viene innescata
mediante una spiralina di ferro, che è a contatto
con la sostanza: facendo passare corrente elettrica
nella spiralina, questa si arroventa e brucia,
provocando la rapida combustione del composto. Il
calore della reazione viene assorbito da una
quantità nota di H2O, in cui è immersa la bomba;
conoscendo mediante taratura con una sostanza a
potere calorifico noto, la quantità di calore che è stata
assorbita, oltre che dall’H2O, anche dalle varie pareti
dell’apparecchio si risale al calore di combustione o al
potere calorifico.
Foto Esempio
Procedimento
•
Si pesano 0,5 g di alcol etilico (combustibile) e li si
mettono dentro il becherino di quarzo della “bomba”;
•
si mette una spiralina di nichel/cromo, collegata alla
resistenza, a contatto con la sostanza;
•
si immettono nella “bomba” 10 atm di ossigeno puro;
•
si immerge la “bomba” nei 2 l di acqua del contenitore
termicamente isolato;
•
si misura la temperatura iniziale con il termometro;
•
si fa avvenire la combustione azionando la corrente
elettrica;
•
si misura la temperatura finale del sistema;
•
con i dati ricavati, calcolare il potere calorifico
dell’alcol etilico
CALCOLI
• Q calorimetro = m H2O * C.s. H2O * delta T
= 500 * 4,184 * 4 = 8368 J
•
Q acqua = m H2O * C.s. H2O * delta T
= 2000 * 4,184 * 4 = 33472 J
•
Q tot = Q calor. + Q H2O = 8368 + 33472
= 41840 J
•
Moli alcol etilico = m / P.M. = 0,5 / 46
= 0,01087 moli
•
0,01087 : 41840 = 1 : x
x = Q combustione = 41840 * 1/0,01087
= 3849126,035 J
0,5 : Q tot = 1000 : x
x = 8,368 * 10alla7
Conclusioni
Esperienza condotta con
maestrale diligenza dal perito
Magosso, improvvisato meccanico
nel chiudere ermeticamente con
bulloni vari il recipiente; l’esperimento
lo considero parzialmente riuscito in
quanto non siamo stati in grado di
operare con l’apparecchiatura in
dotazione, con conseguente invenzione dei
dati.