Caldera de mano
Una caldera manual o (menos comúnmente) medidor de amor es una escultura de vidrio que se utiliza como herramienta experimental para demostrar el equilibrio vapor-líquido , o como un artículo de colección para "medir el amor" de forma caprichosa. Consiste en un bulbo inferior que contiene un líquido volátil y una mezcla de gases que generalmente está conectado por un tubo de vidrio retorcido que se conecta a un bulbo de vidrio superior o "receptor".
Una caldera manual funciona de manera similar al juguete del " pájaro bebedor ": [1] Las bombillas superior e inferior del dispositivo están a diferentes temperaturas y, por lo tanto, la presión de vapor en las dos bombillas es diferente. Dado que el bulbo inferior está más caliente, la presión de vapor en él es más alta. La diferencia en la presión de vapor fuerza al líquido del bulbo inferior al bulbo superior. Por lo tanto:
donde: = la altura de la columna de fluido por encima del nivel del fluido en el bulbo inferior = la diferencia de presión de vapor entre los dos bulbos (que se puede determinar mediante la ecuación de Antoine ) = la densidad del líquido = la aceleración de la gravedad en La superficie de la tierra
El líquido dentro de una caldera manual en realidad no hierve. La "ebullición" es causada por la relación entre la temperatura y la presión de un gas. A medida que aumenta la temperatura de un gas en un recipiente cerrado, también aumenta la presión. Debe haber una diferencia de temperatura (y presión) entre las dos cámaras grandes para que el líquido se mueva. Cuando se mantiene en posición vertical (con el bulbo más pequeño en la parte superior), el líquido se moverá desde el bulbo con mayor presión hacia el bulbo con menor presión. A medida que el gas continúa expandiéndose, el gas burbujeará a través del líquido, haciendo que parezca que hierve. El hecho de que el líquido sea volátil (se vaporiza fácilmente) hace que la caldera manual sea más efectiva. Agregar calor al líquido produce más gas, lo que también aumenta la presión en el recipiente cerrado. [2]
A veces se utiliza una caldera manual para mostrar las propiedades de la destilación . Dado que el líquido se evapora y se condensa a temperaturas relativamente frías mientras está en un sistema cerrado, la caldera se puede voltear y el extremo superior se puede colocar en agua helada. La forma gaseosa del líquido se condensará en la cámara enfriada. Dado que el líquido a menudo se colorea con tinte, pero el tinte no se evapora ni se condensa a la misma temperatura, el líquido que se condensa en la cámara enfriada es incoloro, dejando atrás el pigmento .
