Equivalencia Calor

EQUIVALENCIA CALOR

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TRABAJO

Objetivo

Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación.

Cuestionario previo

1. Dentro de las formas de manifestación de la energía se encuentran la

energía térmica y la

energía mecánica, definelas y da sus unidades.

2. ¿Existe alguna relación entre la conservación de la energía y el equivalente mecánico del

calor?

3. ¿Qué es un calorímetro a presión constante, volumen constante y temperatura constant

e?

¿Para qué se usan?

4. ¿Qué es la constante de un calorímetro? ¿Para qué se usa? ¿Cómo se determina?

5. ¿Qué es el equivalente mecánico del calor?

Problema

Al introducir una resistencia eléctrica a un recipiente con agua por un determinado tiempo, la

t

emperatura del agua aumenta. Por cada caloría que absorbe el agua ¿cuántos joules cede el

dispositivo eléctrico?

Material y reactivos

1 calorímetro Dewar

1 resistencia eléctrica

1 probeta

1 vaso de precipitados

1 cronómetro

1 probeta

1 termómetro

agu

a del grifo

MEDIDAS DE SEGURIDAD

• El calentador eléctrico deberá estar sumergido en el agua antes de conectar a la toma

de corriente; no sacar del agua mientras esté conectado, pues se quemará la

resistencia.

• No tocar con las manos la parte metálica,

y solamente tomarlo por el extremo aislado

para evitar un choque eléctrico.

Procedimiento experimental

PRIMERA PARTE:

Determinación de la capacidad térmica del calorímetro.

1. Colocar en un frasco Dewar 100 mL de agua fría (a temperatura ambiente).

2. Re

gistrar la temperatura del agua cada 30 segundos durante 5 minutos (para que alcance el

equilibrio térmico con el calorímetro).

3. Por otro lado, colocar en el vaso de precipitados de 600 mL, aproximadamente 400 mL de

agua y calentar a ebullición con la re

sistencia eléctrica.

4. Transferir a una probeta 100 mL del agua que está hirviendo, registrar su temperatura (en la

probeta) y añadirla al frasco Dewar al minuto 5.

5. Agitar la mezcla y continuar registrando la temperatura cada 30 segundos durante 5

minu

tos más.

Manejo de datos

Masa del agua fria (m

f

) =

Masa del agua caliente (m

c

) =

Capacidad térmica específica o calor específico del agua (c

agua

) =

Temperatura del agua fria (θf ) =

Temperatura del agua caliente (θc ) =

Clave 1212

Datos Experimentrales

Tiemp

o (min)

θinicial (

ºC)

Tiempo (seg)

θinicial (

ºC)

0.5

5.15

1

5.30

1.5

5.45

2

6

2.5

6.15

3

6.30

3.5

6.45

4

7

4.5

7.15

5

7.30 ...

Hoja de cálculo

θeq

K dewar

Resolución al problema propuesto (primera parte)

(anexar hoja de

cálculos)

1. Con los datos obtenidos, trazar una gráfica de temperatura vs. tiempo. Con ayuda de esta

gráfica, determinar la temperatura inicial del agua fría,

θf

, y la temperatura de equilibrio,

θeq

.

2. ¿Cómo se calcula la variación de temperatura (en l

a determinación de la constante del

calorímetro? ¿Por qué?

3. Calcular la constante del calorímetro (Dejar) Kdewar.

SEGUNDA PARTE:

Determinación del equivalente calor

-

trabajo.

1. Colocar 300 mL de agua en el Dewar.

2. Medir y registrar la resistencia del

dispositivo eléctrico y el voltaje.

3. Introducir el agua al dispositivo sin encender así como el termómetro a través del tapón de

...