DISPENSE DEL CORSO DI LABORATORIO DI CHIMICA – FISICA 1

temperatura della cella durante la scansione in modo annullare gli scambi termici con il
termostato. In alternativa si può anche fare in modo che la temperatura dello schermo, pur
inseguendo quella della cella, rimanga sempre inferiore di qualche grado rispetto alla cella
stessa. Così facendo la quantità di calore scambiata non è nulla, ma è comunque costante.
Uno schema di calorimetro a scansione del tipo descritto è mostrato in Figura 50.
Cella
portacampione
Sensori di
temperatura e
riscaldatori
della cella
Schermo attivo
Sensori di
temperatura e
riscaldatori
dello schermo
Termostato
Figura 50. Rappresentazione schematica
di un calorimetro a scansione.
In assenza dello schermo attivo, per realizzare una
scansione di temperatura costante la potenza di
riscaldamento deve crescere man mano che ci si
allontana dalla temperatura del termostato per
compensare gli scambi termici che crescono al
crescere della differenza ( T T)
84
C
− come previsto
dalla legge di Newton. Tuttavia oltre al fatto che in
questo caso l’elettronica deve essere molto più
sofisticata la riproducibilità delle curve è più scarsa.
Per ovviare a questo inconveniente si realizzano in
genere dispositivi differenziali (Differential
Scanning Calorimeter, DSC) che presentano due
celle identiche anziché una. Nella cella che funziona
da riferimento viene posta, all’interno di un piccolo
contenitore di alluminio (Pan), una massa di
materiale termicamente inerte equivalente a quella
del campione. Alle due celle viene applicata
indipendentemente una potenza di riscaldamento
tale da mantenere in entrambe lo stesso gradiente di temperatura nel corso della
scansione. Ciò che si registra, in questo caso, è la differenza di potenza Δ W() t da applicare
alle due celle per mantenerle sempre alla stessa temperatura. In questo modo la sensibilità
è molto elevata come pure la riproducibilità. Un insieme schematico di un calorimetro a
scansione differenziale è mostrato in Figura 51.
Fintantoché si opera in un range di temperatura in cui il campione è termicamente inerte
(cioè non subisce degradazioni termiche né transizioni di fase) la differenza di potenza
Δ W() t rimane pressoché nulla o comunque assume valori piccoli e quasi costanti che