REVISTA COLOMBIANA DE FÍSICA, VOL. 36, No. 2. 2004 392 IMPLEMENTACIÓN DE UN CALORÍMETRO AC DE ALTA RESOLUCIÓN H. Correa 1 , L. E. Tobón 1 , J. Castillo 1 , H. Ariza 1 , R. A. Vargas 2 1 Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia Colombia. 1 Departamento de Física, Universidad del Valle, AA 25360, Cali Colombia RESUMEN La técnica de calorimetría AC de alta resolución ha sido usada para implementar un sistema de medición de calor específico de pequeñas muestras sólidas. Un chopper de frecuencia ajustable permite optimizar la respuesta AC de la muestra. El sistema permite efectuar mediciones en un rango de temperaturas entre 300 K y 700 K. La teoría de operación así como el arreglo expe- rimental se presentan y discuten. El calorímetro ha sido calibrado y estandarizado por medi- ción de la transición de fase asociada al punto de fusión del Indio a 431 K. Introducción Las técnicas calorimétricas son herramientas clásicas en el estudio de las propiedades térmi- cas de la materia. El conocimiento del calor específico y su dependencia con la temperatura, nos da información sobre las propiedades del estado sólido y las transiciones de fase de la materia, lo cual hace que las técnicas calorimétricas sean una herramienta indispensable para la química, la física, la ciencia de materiales, la biología, etc. Desafortunadamente las técni- cas usuales de medición de las propiedades térmicas son particularmente complicadas de implementar para medición en muestras muy pequeñas; y debido al inconveniente de que los nuevos materiales no se producen en grandes cantidades es necesario implementar sistemas que permitan estudiar de forma muy sensible muestras pequeñas en amplios rangos de tem- peratura. Debido a esta necesidad y al surgimiento de nuevos instrumentos electrónicos de alta precisión, en los últimos años se han planteado diversas formas de implementar estas técnicas. La calorimetría AC consiste en una modulación periódica de la potencia de calentamiento de una muestra, lo cual crea una oscilación de temperatura en esta, alrededor de una temperatura base; la amplitud de estas oscilaciones depende de la capacidad calorífica de la muestra [1]. Las modificaciones a la técnica difieren por el método utilizado para modular la potencia de calentamiento y por la manera de detectar las oscilaciones de temperatura de la muestra. En este trabajo se presenta un sistema de medición de calorimetría AC, completamente automa- tizado, para el estudio de las propiedades térmicas de materiales, en un rango de 300 a 700 K, usando como fuente de potencia térmica un haz de luz de gran potencia, con alto conteni- do infrarrojo, modulado por un chopper que permite variar el rango de frecuencias desde 0.1 hasta 3.2 Hz con una alta precisión; y la detección de las oscilaciones de temperatura usando una termocupla tipo K de alumel-cromel de 25 μm de diámetro. Principio de funcionamiento La técnica de calorimetría AC se basa en el resultado de aplicar una señal periódica de calor ... ) ( ) ( 1 0 = t sen P P t P w a una muestra, lo cual induce una oscilación de temperatura, T AC , cuya amplitud esta relacionada con el calor específico de la muestra. Las condiciones deben