Teorema. Calorímetro de taza de café para cuerpo reactivo disuelto

[Demostración] Teorema del calorímetro de taza de café para cuerpo reactivo disuelto. En este caso describimos que se trata de un calorímetro de presión constante, tipo taza de café, clásico en entornos escolares, en el que reaccionan dos disoluciones: una está en exceso y otra es limitante. Por lo tanto, se debe realizar un análisis del reactante limitante, y es esa sustancia la que se designa como sustancia i o sustancia 1, mientras que el agua, que actúa como disolvente, es considerada sustancia j o sustancia 2. El teorema se deja planteado de forma general para despejar cualquier término de interés: calor específico, masa total del solvente, cambio de temperatura, concentración molar, etc. Sin embargo, el factor de conversión se presenta de forma específica, enfocado en el cálculo de la entalpía estándar de la reacción a partir de datos experimentales.

Para su aplicación, se asume que las disoluciones son líquidos ideales, por lo que la densidad del sistema es igual a la de sus partes, es decir, la densidad de cada disolución y del sistema total es 1 g/mL o 1 kg/L. Bajo este supuesto, la masa total del solvente (agua) equivale a la suma de los volúmenes de ambas disoluciones, ya que la disolución en exceso sigue comportándose como agua líquida, y la disolución limitante tiene una proporción pequeña de soluto. Este razonamiento permite expresar fácilmente la masa total del sistema a partir de volúmenes medidos con instrumentos escolares como probetas o vasos medidores.