Determinación del calor específico de un solido

1. Título: Determinación del calor específico de un solido.
2. Resumen:

Realizada la experimentación anterior de determinar el equivalente en agua del calorímetro, estaremos aptos para la reazliacion de este laboratorio el cual por un diferencia de temperaturas y tomando muestras como masa y temperatura de agua fría hallaremos la cantidad de calor que necesitaremos para elevar un grado Celsius de por gramo, lo que es el calor especifico.

1. Objetivos:

1. Objetivos Generales:

Determinar experimentalmente el calor especifico de un solido “x”.

1. Objetivos Específicos:

Tomar muestras experimentales del solido dado, del agua fría que utilizaremos y la mezcla de ambas.

1. Fundamento Teórico: 

Cuando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en un recinto adiabático se producen intercambios caloríficos entre ellos alcanzándose la temperatura de equilibrio al cabo de cierto tiempo. Cuando se ha alcanzado este equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero.

Se define calor específico c como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua c vale 1 cal/(g ºC) ó 4186 J(kg ºK).

La unidad de calor específico que más se usa es cal/(g ºC) sin embargo, debemos de ir acostumbrándonos a usar el Sistema Internacional de Unidades de Medida, y expresar el calor específico en J/(kg·K). El factor de conversión es 4186.

La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la siguiente fórmula

Q=m·c·(Tf-Ti)

Donde m es la masa, c es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final

• Si Ti>Tf el cuerpo cede calor Q<0
• Si Ti0

La experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso (Dewar) o en su defecto, convenientemente aislado. El vaso se cierra con una tapa hecha de material aislante, con dos orificios por los que salen un termómetro y el agitador.

Supongamos que el calorímetro está a la temperatura inicial T0, y sea

• mv es la masa del vaso del calorímetro y cv su calor específico.
• mt la masa de la parte sumergida del termómetro y ct su calor específico
• ma la masa de la parte sumergida del agitador y ca su calor específico
• M la masa de agua que contiene el vaso, su calor específico es la unidad

Por otra parte:

Sean m y c las masa y el calor específico del cuerpo problema a la temperatura inicial T.

En el equilibrio a la temperatura Te se tendrá la siguiente relación.

(M+mv·cv+mt·ct+ma·ca)(Te-T0)+m·c(Te-T)=0

La capacidad calorífica del calorímetro es

k=mv·cv+mt·ct+ma·ca

se le denomina equivalente en agua del calorímetro, y se expresa en gramos de agua.

Por tanto, representa la cantidad de agua que tiene la misma capacidad calorífica que el vaso del calorímetro, parte sumergida del agitador y del termómetro y es una constante para cada calorímetro.

El calor específico desconocido del será por tanto

[pic 1]

En esta fórmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinar experimentalmente.

1. Equipo material e instrumental:

        1 Termómetro de Mercurio (± 1 °C)

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