Informe N°2 Calor especifico de un solido

8/17/2019 Informe N°2 Calor especifico de un solido

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CALOR ESPECÍFICO D

UN SÓLIDO.

Antonio José Salcedo,

Jesús Fontalvo,

Lucero Valderrama,

Luis Anaya.

Nixon NúñezLaboratorio de Fíi!a Ca"or # Onda


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UNIVERSIDAD DE LA COSTA

DEPARTAMENTO DECIENCIASBÁSICAS ÁREADELABORATORIO DE FISICA CALOR Y ONDAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

CALOR ESPECÍFICO DE UN SOLIDO. Antonio José Salcedo1, Jesús Fontalo1, L!ce"o #alde""a$a1, L!is Ana%a1.

1In&enie"'a Ciil.

Laboratorio de Física De campos Grupo: JDL

Resumen.

En este experimento hemos determinado el calor específico de tres sólidos con la

ayuda del calorímetro con la finalidad de observar cómo se transmite el calor

según el material de cada objeto y, comparando con valores tabulados. Para ello

se ha empleado el montaje experimental del calorímetro de icopor, determinando

previamente el equivalente la masa de agua y del calorímetro. Posteriormente se

ha calentado agua hasta !!"# y se ha tomado la temperatura inicial de cada

objeto como !!$# y se ha sumergido posteriormente en agua contenida en el

calorímetro a una temperatura inferior, hasta llegar a una temperatura final de

equilibrio dependiente de la masa y la temperatura previa. % partir de estasmedidas se puede estudiar, efectivamente, cómo se transfiere el calor entre

cuerpos según el material, es decir, determinar el calor específico característico

del material empleado.

El procedimiento experimental se detalla separadamente en cada apartado.

Palabras claves

#alorímetro, termómetro, mechero, energía.

Abstract.

&n this experiment 'e determined the specific heat of three solid using thecalorimeter in order to observe ho' heat is transferred %##()*&+ materials of

each object and comparing 'ith tabulated values. -his 'as used for the

experiment set tyrofoam calorimeter, previously determining the equivalent body

of 'ater and the calorimeter. ubsequently it has been heated 'ater to !! " #

and has ta/en the initial temperature of each object as !! " # and subsequently

immersed in 'ater in the calorimeter to a lo'er temperature, until a dependent final

equilibrium temperature of the dough the placenta prevail and temperature. 0rom

these measurements can be studied, indeed, #omo transfers heat bet'een bodies

%##()*&+ materials, it is feasible to determine the characteristic . pecific

1eat of the material used.-he experimental procedure is described separately in each section.

Keywords:

#alorimeter, thermometer, lighter, Energy.


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1. Introducción.

2a capacidad calorífica de un cuerpo es la ra3ón de la cantidad de calor que se le

cede a dicho cuerpo en una transformación cualquiera con la correspondientevariación de temperatura. 2a capacidad calorífica depende de la masa del cuerpo,

de su composición química, de su estado termodin4mico y del tipo de

transformación durante la cual se le cede el calor.

2. Marco teórico.

Aspectos conceptuales.

i transferimos la misma cantidad de

energía en forma de calor adiferentes materiales de la misma

masa, el cambio de temperatura es

diferente en cada material, es decir

los cambios observados en cada

material dependen de su capacidad

calorífica. i tomamos el agua como

sustancia de referencia 5#agua6.!cal7g."#8, podremos saber el

calor especifico de otro material al

colocarlos en contacto t9rmico. Elcalor específico se puede definir

como la cantidad de calor, en joule o

calorías, requerido para elevar la

temperatura de .!"# a .!g del

material, es decir,

C = Q

m∆T [calg°C ]

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*onde : es la energía en forma decalor transferida, m es la masa del

material y ;- es el cambio de

temperatura.

En calorimetría se utili3a el

calorímetro para aislar los materiales

que serían puesto en contacto

t9rmico y al medir masas y cambios

de temperatura se puede determinar

el calor especifico de un material.

Partiendo de un an4lisis de las

transferencias de energía en forma

de calor que se presentan dentro del

calorímetro, podemos determinar el

calor específico.

%lgunos valores citados para esta

pr4ctica de calor específico se

presentan en la tabla.

$ab"a %. Ca"or e&e!i'!o dea"()no *ateria"e

+ateria"C,!a"-(.

CCobre /./01/

A")*inio /.2%3/4ron!e /./02


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−Q s=Qk +Qa

*onde Qs=msC s∆T s es el calor cedido por el solido, Qk =mk C k ∆T k es el calor

absorbido por el calorímetro y Qa=maC a∆T a el calor absorbido por el agua,

reempla3ando valores.

= msC s∆T s 6 mk C k ∆T k +¿ maC a∆T a

*onde ∆T s=¿ T final−T inicial s,∆T k =¿ T final−T inicialk y ∆T a=¿

T final−T iniciala, por tanto.

= msC s(T final−T inicials ) 6 mk C k (T final−T inicialk ) > maC a(T final−T iniciala)

*espejando el calor especifico del solido se obtiene que,

C s=mk C k (T final−T inicialk )+maC a(T final−T iniciala )

ms(T final−T inicials)

-eniendo en cuenta que la temperatura inicial del calorímetro 5hecho de icopor8 nocambia con el tiempo, la expresión anterior se puede resumir como,

C s=maC a(T final−T iniciala)ms(T final−T inicials)

3. esarrollo e!perimental y

an"lisis de datos.

#b$etivos espec%&icos:

*eterminar el calor específico de tres

solidos usando el calorímetro y agua

como sustancia cuyo valor de calor

especifico es conocido.

#b$etivos 'enerales.

*eterminar el calor específico de unsólido mediante el m9todo de las

me3clas.

Materiales:

• enerador de vapor.

• %gua


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•


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$ab"a 2. Dato &ara !a"!)"ar e" !a"ore&e!i'!o de" o"ido

Actividades a reali(ar.

1. *etermine el valor del calor específico de los tres sólidos y repórtelos en

la tabla ?.

1.1. )obre

C s=(240.5 g)(1.0cal/g . °C )(28° c−24° c)

96g (100° c−28° c) =0.13±0.03 cal/g . °C

1.2. Aluminio

C s=(245.2 g)(1.0cal/g .°C )(35°c−24° c)

201.1g(100° c−35° c) =0.206±0.009 cal/g .°C

1.3. *ronce

!obre a")*iniobron!e

+ ,(5 06 2/% %70.%

+a ,(5 28/.3 283.2 287.3

$ini!ia"9,C5 %// %// %//

$ini!ia"9a,C5 28 28 28

$'na" ,C5 27 13 27

C,Ca"-(.C5 /.%1 /.2/6 /./:1


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C s=(248.5 g)(1.0cal/g . °C )(28° c−24° c)

189.1g(100° c−28° c) =0.073±0.019 cal/g . °C

2. #ompare los valores teóricos del calor especifico de los tres solidos con

los obtenidos experimentalmente y calcule ErF3.

3.1. )obre

+.¿0.0930−0.13∨ ¿

0.0930 x100=0.39≈3

Er=¿

,.

,.1. Aluminio

-.¿0.2150−0.206∨ ¿

0.2150 x 100=0.041≈1

Er =¿

.

.1. *ronce

/.¿0.092−0.073∨ ¿

0.092 x100=0.206≈2

Er =¿

0.

1.11.

12.-eniendo en cuenta en

equipo que utili3ó en la

pr4ctica indique, porque no

se obtuvo una concordancia

exacta en la pregunta

anterior.

13.

1+.2a lectura de las medidas de

las temperaturas no son

correctas debido a no tener

m4s divisiones menores de

temperaturas dichostermómetros.

1,.(tro de los factores, sería la

perdida de una cantidad de

calor al trasladar el cuerpo

de la fuente de calor al

calorímetro.

1-.2as fuentes de error pueden

serG 2a constante variación

de la temperatura del medio

ambiente, la p9rdida de

calor al trasladar el objeto, lap9rdida de calor de la me3cla

hacia el exterior del

calorímetro debido a que no

est4 cerrado totalmente, al

momento de pesar las

distintas masas, existe el


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error instrumental de la

balan3a.

1.

1/.Porque la temperatura finalde equilibrio no quedó muy

cerca de la temperatura del

agua. Explique.10.

2.El calor es energía que es

transferida de un sistema a

otro, debido a que se

encuentran a diferentes

niveles de temperatura. Por

esta ra3ón, al poner los dos

cuerpos en contacto, el que

se encuentra a mayor

temperatura transfiere calor

al otro hasta que se logra el

equilibrio t9rmico.

21.El equilibrio t9rmico se

establece entre sustancias

en contacto t9rmico por la

transferencia de energía, en

este caso calorH para calcular

la temperatura de equilibrioes necesario recurrir a la

conservación de energía ya

que al no efectuarse trabajo

mec4nico la energía t9rmica

total del sistema se

mantiene.

22.e concluye que los tres

tipos de materiales tienen

diferentes valores, de

acuerdo a sus propiedadesfísicas y por lo anteriormente

explicado es obvio que la

temperatura del agua no

puede quedar igual a la final

de equilibrio, puesto que hay

un cuerpo con una

temperatura mayor.

23.

2+.Porque se utili3an vasos de

polestireno 5icopor8 para

servir caf9.2,.

2-.Porque, es un mal conductor

del calor por ende el calor

específico es alto y no

transmite calor, así se evita

que las personas quemen

sus manos al momento de

agarrar un vaso con caf9.

2.

+. iscusión de resultados.2/.

20.-abla de datosG En la tabla

de datos se puede observar

claramente que la

temperatura inicial de cada

cuerpo es indispensable para

la obtención de nuestro

resultado y que tambi9n la

temperatura de equilibrio

debe ser la correcta parapoder obtener un resultado

favorable. )ecordar que

debemos trabajar con las

mismas unidades para no

crear confusión.

3.#4lculosG %plicamos la

formula que nos dan para

calcular el calor específico y

comprobamos que

verdaderamente se obtiene

un valor aproximado al que

nos pedían encontrar lo que

nos da a entender que todos

los c4lculos hechos fueron

los correctos.


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31.-abla de resultadosG


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3/.

30.

+.

+1.

+2.

+3.

/. Re&erencias *iblio'r"&icas.++.. 0ísica

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