Una caldera manual o (menos comúnmente) un medidor de amor es una escultura de vidrio que se utiliza como herramienta experimental para demostrar el equilibrio vapor-líquido , o como pieza de colección para "medir el amor" de manera caprichosa. Consiste en un bulbo inferior que contiene un líquido volátil y una mezcla de gases que generalmente está conectado mediante un tubo de vidrio giratorio que se conecta a un bulbo de vidrio superior o "receptor".
Una caldera manual funciona de manera similar al juguete " 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. Como el bulbo inferior está más caliente, la presión de vapor en él es mayor. La diferencia de presión de vapor fuerza al líquido desde el bulbo inferior al bulbo superior. De este modo:
donde: = la altura de la columna de fluido sobre el 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
En realidad, el líquido dentro de una caldera manual 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 la bombilla más pequeña arriba), el líquido se moverá desde la bombilla con mayor presión hasta la bombilla con menor presión. A medida que el gas continúa expandiéndose, burbujeará a través del líquido, haciéndolo parecer hervir. El hecho de que el líquido sea volátil (fácilmente vaporizable) hace que la caldera manual sea más eficaz. Agregar calor al líquido produce más gas, aumentando también 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 condensa a temperaturas relativamente frías mientras se encuentra 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 .
En la cultura popular, las calderas manuales solían ser conocidas como "medidores del amor" porque el tubo que separa las bombillas superior e inferior está retorcido en forma de corazón y el líquido volátil es de color rojo. Los medidores de amor eran una pieza común de colección o un recuerdo. Dependiendo de cómo estuviera empaquetado el artículo, uno agarraría la bombilla inferior para "probar" lo apasionado que era, o una pareja agarraría cada uno un extremo para ver quién forzaba el líquido a entrar en la bombilla del otro.
Las calderas manuales se utilizan mucho más comúnmente como novedad científica en la actualidad.
Las calderas manuales se remontan al menos a 1767, cuando el erudito estadounidense Benjamín Franklin las encontró en Alemania. Desarrolló una versión mejorada en 1768, [3] después de lo cual se les llamó vidrio de pulso de Franklin o vidrio de palma o martillo de pulso (en alemán: Pulshammer ) o martillo de ariete (en alemán: Wasserhammer ). [4]
