8 de abril de 2010
Práctica 6.- Capacidad Térmica
Objetivos
Comprender los conceptos de capacidad térmica y capacidad térmica especifica
y las unidades en las cuales pueden ser expresados. Identificar la influencia de
estas propiedades en diferentes fenómenos cotidianos.
Hipótesis
La capacidad térmica especifica es la cantidad de calor que se requiere para
cambiar un grado la temperatura de una unidad de masa de sustancia. Debido a
esta propiedad cuando se calienta agua y un metal con la misma fuente de
energía, el agua tardará más tiempo ya que necesita más energía en elevar su
temperatura que el metal.
Datos
Datos ExperimentalesEvento Agua Metal
T inicial T final T inicial T final1 23.4 24.2 43.1 24.22 24.6 25.6 61.7 25.63 25.8 27.2 73 27.24 27.3 28.9 82 28.95 29.2 31.5 91 30.4
Cálculos (Primera etapa)
Para la primera etapa de la práctica se requiere obtener el calor cedido (Qcedido)y el
calor ganado(Qganado) por parte del metal y el agua respectivamente, para ello
utilizamos la siguiente ecuación Q=cm∆T calculamos Qganado ,sabiendo que la
masa del agua fue de 150g y posee una capacidad termica de 1 cal/g°C de la
siguiente forma para cada evento.
.
Qganado=(1cal/g°C)(150 g)(0.8°C) = 120 cal
Qganado=(1cal/g°C)(150 g)(1.0°C) = 150 cal
Qganado=(1cal/g°C)(150 g)(1.4°C) = 210 cal
Qganado=(1cal/g°C)(150 g)(1.6°C) = 240 cal
Qganado=(1cal/g°C)(150 g)(2.3°C) = 345 cal
Para obtener Qcedido, sabemos que Qganado=−Qcedido
Resultados y análisis (Primera etapa)
Los datos obtenidos se presentan en la siguiente tabla.
Hoja de calculo Agua Metal
Evento ∆T H2O Q ganado ∆T metal Q cedido1 0.8 120 -18.9 -1202 1 150 -36.1 -1503 1.4 210 -45.8 -2104 1.6 240 -53.1 -2405 2.3 345 -60.6 -345
Dado que el calor es un tipo de energía, se aplica la ley de la conservación de la
energía por lo tanto el calor que haya ganado el agua, es el mismo que calor que
el metal cedió, pero este se reporta con un valor negativo debido a que fue calor
perdido.
Gráfica 1.- Gráfica de Q cedido contra variación de temperatura de la primera parte del experimento.
Datos (Segunda etapa)
Datos experimentales
Núm. Cilindros
masa del metal (g)
T inicial metal (°C)
T inicial agua (°C)
T final(°C)
1 7.03 70.8 21.9 22.12 15.74 70.8 22.2 23.5
3 26.9
8 73.1 23.2 24.54 38.55 72.9 24.1 26
5 50.21 73.1 26 27.1
Cálculos (Segunda etapa)
En la segunda etapa del experimento debemos calcularla capacidad térmica del
metal utilizado (C metal), con la relación
Qganado=Qcedido
C agua*m agua*∆T agua =C metal*m metal*∆T metal
despejando, Cmetal=Cagua∗magua∗∆T aguammetal∗∆T metal
Qagua=magua∗c agua∗∆T agua
Qagua=−QmetalC=−Q /∆Tmetal
Resultados y análisis (Segunda etapa)
Hoja de calculo
Num cilindros masa metal∆T metal
∆T agua
Capacidad Termica Metal
1 7.03 -48.7 0.2 0.622 8.71 -47.1 1.1 3.503 11.24 -48.6 1.3 4.014 11.66 -46.9 1.9 6.085 11.57 -46 1.1 3.59
Capacidad del queso chihuahua
Conclusiones
Conclusión 1. La capacidad térmica de un sistema expresa la cantidad de calor
que es capaz de guardar cuando su temperatura aumenta. Un ejemplo de la vida
cotidiana e sun dia soleado (33°C) en una playa, a pesar que la temperatura del
ambiente es “alta”, el agua de la mar no está “caliente”, no esta a la misma
temperatura porque grandes cantidades de agua son capaces de almacenar gran
cantidad de calor sin un aumento perceptible de su temperatura. La capacidad
térmica especifica es la cantidad de calor intercambiada por unidad de masa de
dicha sustancia al aunmentar un grado su temperatura.
Conclusión 2. Con la realización de este experimento se comprende el concepto
de capacidad térmica como una propiedad extensiva, y la relación entre la masa y
la capacidad térmica es directamente proporcional. Ya que si entre mayor sea la
masa de la sustancia, se necesitará mas calor para hacer cambiar su temperatura.
Bibliografía
Marón S. H. (1999). Fundamentos de Fisicoquímica. Editorial Limusa.
México. 45-50
Wark K. Jr. (1996). Termodinámica. 6ª edición. Petrince-Hall. México. 32-33
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