Calor Específico Del Zinc

CALOR ESPECÍFICO DE LOS METALES

INTRODUCCION

Se sabe por experiencia que se requieren distintas cantidades de energía para elevar en un grado la temperatura de masas idénticas pertenecientes a sustancias diferentes. Por ejemplo se necesitan 4.5 kJ de energía para elevar la temperatura de 1 Kg de hierro de 20 a 30 ºC, mientras que se requiere nueve veces esta energía con la finalidad de elevar la temperatura de 1 Kg de agua líquida en la misma cantidad. Por lo tanto es deseable tener una propiedad que permita comparar la capacidad de almacenaje de energía de varias sustancias. Esta propiedad es el calor específico.

El calor específico se define como la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia. En general, esta energía depende de cómo se ejecute el proceso. En termodinámica, el interés se centra en dos clases de calores específicos: Color específico a volumen constante y Calor específico a presión constante.

En esta práctica se determinara el calor específico del Zinc el cual actuara en un sistema cerrado aislado para luego poder encontrar el calor específico del mismo.

OBJETIVOS

Determinar la capacidad calorífica del calorímetro utilizado en la práctica.

Determinar el calor específico de un metal, en este caso el Zinc.

DESARROLLO EXPERIMETAL

Reactivos y materiales

Vaso de precipitados (25, 50, 100, 200 y 600 mL)

Probeta (50 mL)

Pipeta (10 mL)

Pinza de madera

Frasco lavador

Termómetro de alta sensibilidad

Espátula pequeña

Varilla de agitación

Vidrio reloj

Agua

Varillas de Zinc

Procedimiento

Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro

Adicionar 30 mL de H2O a temperatura ambiente dentro del calorímetro y medir la temperatura

Calentar 30 mL de H2O a 70 °C, agregar al calorímetro y agitar constantemente

Registrar la temperatura cada10 segundos

Repetir el procedimiento 3 veces

Realizar el promedio de los tres datos registrados y tomar el definitivo para la capacidad calorífica del calorímetro.

Determinación del calor específico del metal Zinc

Pesar una cantidad definida de Zinc (25 gr aproximadamente).

Agregar 80 mL de H2O al calorímetro y medir temperatura.

Calentar hasta punto de ebullición por separado el zinc, en una cantidad de H2O el cual lo cubra completamente.

Agregar el zinc previamente calentado al interior del calorímetro donde tenemos el H2O, tapar el calorímetro y agitarlo. Se registra la temperatura cada 10 segundos.

RESULTADOS

Tabla 1:

Capacidad Calorífica del Calorímetro 47,81 J⁄(g.K)

Tabla 2: Datos para calcular el calor específico del Zinc

Soluto

Masa (g)

Temperatura inicial del H2O (°C)

Temperatura máxima alcanzada (°C)

Zinc 55,244 24 94

ANALISIS DE RESULTADOS

Para determinar la capacidad calorífica del calorímetro se empleó la siguiente formula:

C= (〖- m〗_1 C_p ∆T_(1 )- m_2 C_2 ∆T_2)/(∆T_Cal )

C_cal= 47,81 J⁄(g.K)

Para determinar el calor específico del Zinc se empleó la siguiente fórmula:

C_cal . ∆T +mZinc .CvZinc . ∆T + mAgua .CpAgua .∆T = 0

47,81 J .(27-24)+55,244g .CvZinc .(27-94)+ 80g .4,184 .(27-24) = 0

55,244 .CvZinc . (-67) = -143,43 - 1004,16

CvZinc = (-1147,59)/(-3701,34)

CvZinc = 0,31 J⁄(g.K)

DISCUSION DE RESULTADOS

Si tenemos en cuenta la capacidad calorífica dada por el calorímetro, nos podemos dar cuanta que el calorímetro logra mantener la temperatura en el sistema de una manera eficiente.

Con respecto a la determinación del calor especifico del metal Zinc, se puede comprobar que este metal puede efectivamente hacer una transferencia de calor, que se expresa cuando la temperatura del agua logra aumentar de 24 ºC a 27 ºC; a razón de 3 ºC. Calor que se mantiene en el sistema en todas las respectivas mediciones.

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CONCLUSIONES

El valor calculado para la capacidad calorífica del calorímetro es de 47,81 J⁄(g.K )es decir que esta es la capacidad que tiene el equipo para que la reacción se dé, sin que haya una pérdida de calor significativa.

Para calcular el calor específico del Zinc es importante tener en cuenta factores como la presión y el volumen constante dentro del colorímetro.

Como el volumen no cambia en un calorímetro a volumen constante, no ocurre la transferencia de energía en forma de trabajo y por lo tanto el calor medido a volumen constante corresponde al cambio de energía interna.

ANEXOS

PREGUNTAS PRELIMINARES

Explique el funcionamiento de un calorímetro a volumen

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