CALOR, TEMPERATURA, ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y CAPACIDAD CALORÍFICA

CALOR, TEMPERATURA, ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y CAPACIDAD CALORÍFICA

ERAZO, Yulied Yilbania 1; SALAZAR I, Victoria Eugenia 2

Química Farmacéutica 1 y 2

Universidad ICESI, Facultad de Ciencias Naturales, Departamento de Ciencias Químicas

Fecha de Realización: 11 de agosto del 2018

Fecha de Entrega: 15 de agosto de 2018

RESULTADOS

Experimento 1

En la realización de este experimento se inflaron dos globos; uno con la mezcla de agua y aire y el otro solo con aire (1). Luego, ambos se suspendieron en llama obteniendo los resultados registrados en la Tabla 1.[pic 1]

Experimento 2

Se tomaron dos esponjillas de metal. Una seca y otra húmeda, ambas se colocaron con los polos de una pila (1).  

Al poner la esponja seca en contacto con la pila, se observó la presencia de chispas. Mientras, en la esponja húmeda se vio menos formación de chispas, y la presencia de humo.

Experimento 3

El objetivo de este experimento es hallar la capacidad calorífica de un calorímetro.

Primeramente, se deben tener en cuenta la siguiente ecuación (Ecuación 1), que define la capacidad calorífica de un calorímetro; donde:

[pic 2]

[pic 3]

Para obtener los resultados se usaron dos vasos de precipitados con aproximadamente 100g de agua fría y caliente. Siguiendo a lo anterior, el cambio de temperatura del agua caliente en el calorímetro se registró cada diez segundos en la Tabla 3, que se encuentra en los anexos, de ésta fue posible obtener la Grafica 1.

Por último, se agregó el agua fría al agua caliente estabilizada en el calorímetro dando como resultado que el agua mezcla se estabilizara a los 311,6 K, todo esto se encuentra resumido en la Tabla 2.[pic 4][pic 5][pic 6]

El promedio de temperatura se halló usando la ecuación (2).

[pic 7]

Y con la Ecuación (3), es posible hallar el error porcentual registrado en la Tabla 2, usando como valor teórico el promedio de temperatura y como experimental la temperatura de la mezcla.

[pic 8]

Ahora bien, despejando CP de la Ecuación (1), y usando el calor especifico del agua 4,18 J/°C y los datos registrados en la Tabla 2, halló la capacidad calorífica del calorímetro, como se muestra en la Ecuación (4), que sería igual a 55,52 cal/°C.

=[pic 9][pic 10]

DICUSIÓN[pic 11]

En el experimento 1, se observó que el globo que solamente contenía aire demoro menos tiempo en estallar que el globo que contenía la mezcla de agua y aire (Tabla 1).

Esto ocurrió debido a que la vela transmitió energía térmica al látex del globo, haciendo que este polímero se excitara provocando la explosión de este. En el caso de que el globo se hubiese colocado un poco más alejado de la vela, se hubiera favorecido cinéticamente la dilatación del aire haciendo que el globo se expandiera hasta su máximo limite provocando su ruptura. Pero ese no fue el caso.

En cambio, en el segundo caso el proceso cinético fue más lento. Porque, el calor se transfirió al agua, y se requirió de más tiempo para qué hubiera un aumento significativo en la temperatura debido a que el agua tiene una gran capacidad calorífica específica, y esto hace que sea considerada un termorregulador, ya que es capaz de “guardar” calor sin necesidad de tener un cambio significativo en la temperatura (2). Por lo tanto, hace que el polímero se demore más en estallar. Además, el globo es un sistema no adiabático. Por lo tanto, ayuda a la conducción de calor y a contener mayor cantidad de moléculas debido a la densidad del agua.

Cabe agregar que, el agua no alcanzó su punto de ebullición porque el calor transferido hacia dentro del sistema es muy poco y el látex de la bomba no soporta dicho calor, por lo cual se produce la ruptura.   [pic 12]

En el experimento 2, al colocar el estropajo en contacto con la pila se observó la presencia de chispas, debido a que es un material metálico, por tanto, presenta alta conductividad eléctrica. La corriente eléctrica hace que aumente la temperatura del estropajo, lo cual produce gran cantidad de acero para que genere la combustión que se encuentra en presencia del oxígeno del aire, lo anterior se debe al efecto de Joule (3). La reacción química entre el estropajo y el oxígeno produce oxido férrico, que puede ser observado por el cambio de color gris a negro.

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