Calor especifico de los solidos.

Calor específico de sólidos

1. Objetivo

• Determinar el calor específico del calorímetro y de los cuerpos sólidos      

1. Fundamento Teórico

Capacidad Calorífica (C): Expresa la cantidad de energía (calora) que se le debe suministrar o quitar a un cuerpo para modificar su  temperatura en un grado           

[pic 1]

Sus unidades son: Caloría/°C, BTU/°F.

Calor específico (c): es la capacidad calorífica por unidad de masa

[pic 2]

Sus unidades son cal/gr x °C ó BTU/libra x °F [pic 3]

A pesar que el calor específico de la sustancias varía ligeramente con la temperatura, será adecuado para nuestra discusión, asumir que el calor específico es constante independiente de la temperatura. Luego podemos determinar el calor Q necesario para elevar la temperatura de la masa m de una sustancia Δt grados, de la siguiente manera.

[pic 4]

La capacidad calorífica depende del tipo de proceso que se realiza durante la transferencia de calor. Tiene valores definidos solamente para procesos definidos. [pic 5]

Calorímetro

Es un recipiente térmicamente aislante que encuentra aplicación para determinar experimentalmente el caor específico desconocido. Está conformada por dos envolturas  una interna y otra externa, entre ellas hay materiales aislantes térmicos; también lo conforman un termómetro y un agitador. El termómetro nos indica la temperatura antes de hacerla, en el equilibrio térmico. El agitador o removedor sirve para en caso necesario homogenice la mezcla que se haga en el interior del recipiente mencionado. Cuando se requiere determinar el calor específico o capacidad calorífica de cierto material o cuerpo, se procede de la siguiente manera: se pesa (en una balanza) y calienta (en un horno) hasta cierta temperatura una cierta muestra, luego se introduce en el calorímetro y le transmite energía (calor) al agua y a la envoltura interna, hasta alcanzar la temperatura de equilibrio que fija el termómetro; luego se hace el balance de energía.[pic 6]

Qp(muestra) = QG(agua) + QG(cal) o

De donde se obtiene el calor específico de la muestra.

1. Equipo y materiales

• Un calorímetro de mezclas (termo).
• Un termómetro.
• Un mechero a gas.
• Una olla para calentar agua.
• Un soporte universal.
• Un matraz de  200 o 250 mL.
• Una balanza.
• 2 piezas de material sólido.
• Agua.

1. Procedimiento

a) Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro.

- Colocar dentro del calorímetro una cantidad ma de agua a temperatura menor que la el ambiente.

- Dejar que se establezca el equilibrio y medir la temperatura de equilibrio Ta.

- Calentar el agua en la olla a una temperatura Tb y colocar una cantidad mb de esta agua en el calorímetro.

- Medir la nueva temperatura de equilibrio T.

b) Calor específico de los sólidos.

...