Conservacion de la energia informe de practicas

INFORME PRÁCTICAS N° 5  Y  6.

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Y CALORIMETRÍA Y DETERMINACION DEL CALOR DE DISOLUCION METODO CALORIMETRICO.

Lina María Ramos Pedraza1

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de ciencias básicas, Escuela de Biología.

RESUMEN

En la práctica de conservación de la energía y calorimetría se estudió la transferencia de energía en forma de calor además de una determinación experimental de los calores latentes, la capacidad calorífica de un calorímetro y el calor especifico del material. En la practica 6 se determinó la dilución de la sal en el agua .

ABSTRACT

In the practice of conservation of energy and calorimetry the transfer of energy in the form of heat was studied in addition to an experimental determination of the latent heats, the calorific capacity of a calorimeter and the specific heat of the material. In practice 6 the dilution of the salt in the water was determined.

Palabras clave :  conservación de la energía, calorimétrico,  calor latente, calor de disolución.

INTRODUCCION

Un calorímetro es un instrumento de medición, utilizado para determinar cantidades de calor suministradas o recibidas por un cuerpo, al igual funciona como mecanismo para determinar el calor especifico de un cuerpo, el más utilizado consiste en un vaso de aluminio aislado y perfectamente cerrado con un termómetro y agitador (calorímetro de Lavoisier)

El método de mezclas sirve para determinar la c conservación de la Energía. Cuando dos sistemas a diferentes temperaturas se ponen en contacto se transfiere energía en forma de calor del sistema más caliente al más frío. La unidad estándar para medir la transferencia de calor es la caloría, que se define en su forma más general como el aumento de energía requerido para aumentar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius..

El calorímetro, en su conjunto, es un sistema adiabático. Por tanto, la cantidad de calor cedida por una cierta cantidad de agua, una vez dentro del sistema, la tomará el calorímetro y la invertirá en elevar su temperatura. Dicho fenómeno se define como equivalente en agua del calorímetro, K, a la masa de agua, que para elevar su temperatura un grado centígrado, necesita la misma cantidad de calor que el calorímetro.

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Las transferencias de calor se miden en un calorímetro a través de variaciones de temperatura. Previo a toda experiencia es necesario calibrarlo, esto es, determinar su capacidad calorífica. Para realizar el calibrado, se mezclan cierta cantidad de agua fría con agua caliente y se mide la temperatura de equilibrio. Durante este proceso una parte de la energía cedida por el agua caliente es absorbida por el vaso Dewar del calorímetro que eleva su temperatura desde T2 a Tequilibrio. En consecuencia, como en el calorímetro no se producen pérdidas de energía hacia el exterior, la variación del conjunto formado por el calorímetro y las cantidades de agua será nula.

[pic 2]

La fórmula para determinar el Calor Latente de Fusión del hielo:

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Para determinar el calor latente de vaporización del agua se utiliza la ecuación:

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Para determinar el calor específico de un sólido se utiliza la ecuación

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El proceso de disolución de una sustancia suele ir acompañado de una absorción o desprendimiento de calor que, referido a un mol de sustancia, se conoce con el nombre de “calor molar de disolución”. Sin embargo, esta magnitud no es constante sino que depende de la cantidad de disolvente y, por lo tanto, de la concentración de la disolución. Al disolver gradualmente una masa de sustancia en una cantidad de disolvente dada, la composición de la disolución varía desde la del disolvente puro hasta la de la disolución final. Sin embargo, es más interesante conocer la cantidad de calor absorbida o desprendida por mol de sustancia en el proceso completo, es decir, cuando se disuelve toda la sustancia en la cantidad de disolvente elegida. A la cantidad de calor generada en estas condiciones se le llama “calor integral de disolución”. Para ello se utiliza la fórmula:

[pic 6]

MATERIALES

Calorímetro, vasos precipitados, termómetro, agitador, reactivos (NaCl), balanza, probetas, espátula.

METODOLOGIA (transferencia de energía en forma de calor)

Conservación de la Energía

Se determinó el volumen total de calorímetro, posterior se pesó agua fría y se llenó la mitad del calorímetro (150 ml), se calentó 150 ml de agua a temperatura de 50 ºC,  se revolvieron las dos cantidades de agua en el calorímetro y se agito hasta que la temperatura estuviese en equilibrio. Con tales datos estimamos la energía trasmitido o absorbida, intercambiada por el sistema.

Cálculo del equivalente en agua del calorímetro, K.

Se preparó el calorímetro con agua ligeramente tibia a temperatura de 40ºC, con un peso de 175 g a una temperatura de 20ºC y se pusieron en el calorímetro 2 cubos de hielo, utilizamos el papel de filtro para no tener contacto directo de los dedos con el hielo, después tapamos el calorímetro dejando dentro el agitador y el termómetro, se removió con el agitador suavemente hasta que todo el hielo se fundió y registramos la temperatura final de equilibrio, luego se pesó el agua que quedo del calorímetro y se halló la masa de hielo fundido que fue utilizada en el proceso para hallar el calor latente de fusión del hielo.

Medida de la capacidad calorífica de un Calorímetro.

Se determinó el volumen del calorímetro, agregando agua fría pesada hasta la mitad, posterior a ello se calentó agua a 50 ºC, mezclamos el agua a diferentes temperaturas, se anotó temperaturas cada 30 seg hasta que el agua estuviese en equilibrio. Tal proceso nos ayuda a calcular Ck.

Medida del calor latente de fusión del hielo.

Se preparó el calorímetro con agua ligeramente tibia a temperatura de 40ºC, con un peso de 175 g a una temperatura de 20ºC y se pusieron en el calorímetro 2 cubos de hielo, utilizamos el papel de filtro para no tener contacto directo de los dedos con el hielo, después tapamos el calorímetro dejando dentro el agitador y el termómetro, se removió con el agitador suavemente hasta que todo el hielo se fundió y registramos la temperatura final de equilibrio, luego se pesó el agua que quedo del calorímetro y se halló la masa de hielo fundido que fue utilizada en el proceso para hallar el calor latente de fusión del hielo, se repitió este proceso 3 veces.  

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