MI NOMBRE: Ferruzo Yamunaque Harold Nick

CALORES ESPECFICOSEXPERIENCIA N10

I. OBJETIVODeterminar el calor especfico de objetos slidos, mediante el mtodo de mezclas.

II. EQUIPO/MATERIALES

Equipo de CalentamientoSoporte UniversalCalormetro de mezclas

Probeta GraduadaBalanzaClamp

TermmetroVaso precipitadoMuestra metlica

III. FUNDAMENTOS TEORICOS

Calor.- El calor se define como la energa que atraviesa la frontera de un sistema debido a una diferencia de temperaturas entre dicho sistema y sus alrededores. Una notacin conveniente es el calor por unidad de masa, q:

La cantidad de calor seria absorbida por masas de una misma sustancia slida directamente proporcionales a la variacin de la temperatura.

La definicin ms difundida sobre el calor dice que: Es la energa que se manifiesta debido a los continuos movimientos de las molculas, las cuales en el seno de la materia entrechocan constantemente.Para nuestros fines llamaremos calor a la energa que pasa de un cuerpo a otro en virtud nicamente de una diferencia de temperaturas entre ellos, por lo tanto el calor perdido de un cuerpo caliente es igual al calor recibido por el resto del sistema. Cuando a un cuerpo se le suministra cierta cantidad de calor su temperatura experimenta un aumento (variacin) T.

Capacidad calorifica(C): La relacin de la cantidad de calor aplicada a un cuerpo a su correspondiente elevacin de temperatura. Tambin se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura en un grado.

Calor especfico (Ce).- La cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia se conoce como calor especfico. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presin, se habla de calor especfico a volumen constante o a presin constante. En todas las sustancias, el primero siempre es menor o igual que el segundo. El calor especfico del agua a 15 C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius. En el caso del agua y de otras sustancias prcticamente incompresibles, no es necesario distinguir entre los calores especficos a volumen constante y presin constante ya que son aproximadamente iguales. Generalmente, los dos calores especficos de una sustancia dependen de la temperatura.

CALOR ESPECFICO (A 25 C)

SUSTANCIAcal/g CJ / kg K

Aire0.241.010

Aluminio0.22900

Alcohol etlico0.592.450

Oro0.03130

Granito0.19800

Hierro0.11450

Aceite de oliva0.472.000

Plata0.06240

Acero inoxidable0.12510

Agua (lquida)1.004.180

Madera0.421.760

Determinacin del equivalente en agua del calormetro

Se ponen M gramos de agua en el calormetro, se agita, y despus de un poco de tiempo, se mide su temperatura T0. A continuacin se vierten m gramos de agua a la temperatura T. Se agita la mezcla y despus de un poco de tiempo, se mide la temperatura de equilibrio Te.Como el calormetro es un sistema adibticamente asilado tendremos que:(M+k)(Te-T0)+m (Te-T)=0

Determinacin del calor especfico del slido

Se ponen M gramos de agua en el calormetro, se agita, y despus de un poco de tiempo, se mide su temperatura T0. A continuacin, se deposita la pieza de slido rpidamente en el calormetro. Se agita, y despus de un cierto tiempo se alcanza la temperatura de equilibrio Te.Se pesa con una balanza una pieza de material slido de calor especfico c desconocido, resultando m su masa. Se pone la pieza en agua casi hirviendo a la temperatura T.Se apuntan los datos y se despeja c de la frmula que hemos deducido en el primer apartado.

La experiencia real se debe hacer con mucho cuidado, para que la medida del calor especfico sea suficientemente precisa. Tenemos que tener en cuenta el intercambio de calor entre el calormetro y la atmsfera que viene expresado por la denominada ley del enfriamiento de Newton.

IV. PROCEDIMIENTO:1. Medir con la probeta graduada 150g de agua (ma) y virtalos en el calormetro.2. Tomar la temperatura en el calormetro (Ta) y anotar en el cuadro correspondiente.3. Medir la masa del cilindro (m) es decir del aluminio4. Depositar en el vaso de precipitado el cilindro de masa (m) y someta ambos (agua y cilindro) a la accin, hasta alcanzar la temperatura de ebullicin (T) cuando se alcance esta, dejar hervir el sistema (vaso + cilindro) durante 7 a 10 minutos.5. Habiendo cumplido el paso 4, sacar el cilindro e introducir rpidamente en el calormetro y tomar la temperatura de la mezcla (Tx).

DATOS Y RESULTADOS:

SlidoAluminio

Tambiente21

T( C)99

Tequilibrio23

Agitador(g)19.4

Calormetro(g)46.4

Magua(g)187.6

Slido(g)106.5

C(cal/gC)0.05

BLOQUEAluminio(Al)

Ta (c)21 0.5

Tc(c)94 0.5

Te(c)22 0.5

mc(g)70.3 0.0005

C(cal/g.c)0.0316 0.0219

V. EVALUACION

1. A partir de los datos de la tabla 2 y de la ecuacin (4) halle los calores especficos de los bloques utilizados en la experiencia.

Aluminio:

2. Busque los valores tericos de los calores especficos de los bloques -trabajados en clase y halle el error porcentual con los valores que Ud. Hall en el laboratorio. Si el error sale mayor a 10% justifique Por qu?

Esto se produce por la rapidez de transportacin del bloque hacia el calormetro.3. Qu es el calormetro? Descrbalo y explique cmo funciona El calormetro es un instrumento que sirve para medir el calor especfico de una sustancia, es decir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.Consta de un vaso interno llamado el calormetro propiamente dicho, que generalmente es de aluminio. Este vaso est aislado del cuerpo externo del calormetro mediante apoyos de material aislante (corcho, tergopol, etc.) en la base y los costados . El cuerpo externo est formado por una doble pared de aluminio dentro de la cual se coloca aislante trmico para aumentar el aislamiento total del calormetro; este material inserto entre las paredes es generalmente una plancha de tergopol. El vaso interno tiene una tapa de aluminio con dos orificios, para permitir el ingreso del termmetro y del agitador (en este caso nuestro calormetro no tuvo agitador). El cuerpo externo tambin tiene una tapa con dos orificios. Para lograr que el aire dentro del calormetro acte como un aislante extra, es que se lo cierra con estas tapas.Para utilizar el calormetro, se pondr una cantidad precisa conocida de agua pura en la cmara de agua. A continuacin, lee y registra la temperatura del agua. Luego se agrega la cantidad exacta de productos qumicos que quiere estudiar (en este caso se uso el hielo), se pone en la cmara de reaccin, y se cierra la tapa. Se observa el termmetro muy de cerca por los cambios en la temperatura. A medida que la reaccin qumica progresa, la temperatura va a subir o bajar. Si sube, se alcanzar un valor mximo, luego disminuir. Lo contrario tambin es vlido si la temperatura baja. Es importante tener en cuenta la temperatura mxima o mnima.4. Investigue cuantos tipos de calormetros hay en el mercado y cules son sus usos de cada uno de ellos.A. Micro calormetro:Es el tipo de calormetro ms usado. Estrictamente hablando, no es un medidor de potencia pero es un instrumento para determinar la eficiencia efectiva de un montaje bolomtrico.Fue originalmente inventado para la calibracin de metal wire bolometers, pero termistores y pelculas bolomtricas tambin pueden ser calibrados por este mtodo. Funcionamiento:Antes de comenzar la medicin, el montaje bolomtrico es insertado dentro del calormetro, donde acta como la carga, cuando la medicin es completada el bolmetro es removido y entonces puede ser usado como una referencia calibrada. Procedimiento de calibracin:El puente suple una dc para mantener la resistencia del elemento bolmetro a un valor especificado r. Antes de comenzar la medicin rf la sensitividad g1 de la termopila es determinada (v/w) notando la subida en voltaje de salida de la termopila cuando la dc es aplicada.Cuando la potencia rf es aplicada, la potencia disipada en el elemento es mantenida constante por el puente, pero la potencia es disipada adicionalmente en las paredes y en cualquier otro lugar del montaje.B. Calormetro de flujoLa potencia es medida a travs del calor de un fluido que fluye a travs de la carga. Una indicacin de la potencia es dada por la subida en la temperatura del fluido pasando del orificio de entrada al de salida. Caractersticas: Las versiones de guas de ondas utilizan como fluido de trabajo agua. Mientras que el coaxial utiliza aceite y es construido para bajas frecuencias. Aire tambin puede ser usado, pero el uso de gases crea un problema adicional a causa del calor debido a la compresibilidad.Los calormetros de flujo pueden manejar mayores potencias que los tipos estticos. Su principal aplicacin es para potencias de muchos watts. Para medir las subidas de temperatura en un calormetro usualmente se emplean termopilas, termmetros de resistencia y algunas veces termistores.

VI. CONCLUSIONES

Cuando dos sistemas, a temperaturas diferentes, se ponen en contacto, la temperatura final que ambos alcanzan tiene un valor intermedio entre las dos temperaturas iniciales. Uno de ellos ha perdido "calor" y el otro ha ganado "calor".

Entre mayor sea la capacidad calorfica de un objeto, mayor ser la energa requerida para subir su temperatura.

El cambio de temperatura experimentado por un objeto cuando absorbe cierta cantidad de energa est controlado por su capacidad calorfica.

VII. RECOMENDACIONES

Tener cuidado trasladar la muestra del agua caliente al calormetro para que la muestra no pierda su temperatura, para as poder obtener un adecuado valor especfico de la sustancia.

Es importante que la muestra est totalmente sumergida en el agua que se va a someter a temperatura para que al final la muestra tenga una temperatura homognea.

VIII. BIBLIOGRAFIA

Fsica para Ciencias e IngenieraJohn P. McKelvey. Editorial Tierra Firme Procesos de Transferencia de CalorDonald Q Kem. Editorial Continental Mxico 0 1994

FISICA, SERWAY JEWET

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htm

http://enciclopedia.us.es/index.php/Calor_espec%C3%ADfico