GUÍA DE LABORATORIO DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA PRÁCTICA N° 8 DEMOSTRACION DE LA CONSTANTE DE UN CALORIMETRO

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE FÍSICA Y MATEMÁTICA

CARRERA: DE BIOFÍSICA

GUÍA DE LABORATORIO DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA

PRÁCTICA N° 8 DEMOSTRACION DE LA CONSTANTE DE UN CALORIMETRO

DATOS GENERALES:

GRUPO 1                                                             CÓDIGOS:

Zabala Leandra.                                                        847

Logroño Diego                                                         862

FECHA DE REALIZACIÓN:                         FECHA DE ENTREGA:

         Junio 20, 2017                                                       Julio 04, 2017

1. Objetivos:

1.1. General: Calibrar el instrumento que nos permitirá estudiar procesos físicos y químicos en los cuales se producen cambios térmicos.  

1.2. Específicos:

1.2.1. Determinar el cambio de temperatura del fluido (agua).

1.2.2. Calcular la temperatura del fluido dentro del calorímetro.  

2. Marco Teórico Referencial:

2.1. Marco Teórico:

El instrumento que se usa para medir el calor liberado o absorbido durante un proceso es el calorímetro adiabático. El cambio de temperatura (∆T) del calorímetro es proporcional al calor (q) que el proceso libera o absorbe. Para convertir ∆T en q se debe calibrar el calorímetro. Esto supone determinar la constante del calorímetro (C). Se denomina constante del calorímetro a la cantidad de calor absorbida o liberada por las distintas partes del mismo (paredes internas, termómetro, tapa) cuando se aumenta o se disminuye, respectivamente, su temperatura en 1°C. Para estimar C se transfiere una cantidad conocida de calor al calorímetro y se mide el cambio de temperatura provocado en el instrumento.

De la ecuación:

q= C x ∆T

Se despeja C y se determina su valor. Una vez conocida esta cantidad, es simple relacionar el cambio de temperatura del calorímetro con el calor del proceso usando la ecuación.

Un calorímetro a presión constante se puede construir usando dos vasos desechables de espuma Flex. Este sencillo instrumento permite medir el calor liberado o absorbido por un buen número de reacciones químicas, como neutralización es acido – base, diluciones y disoluciones.

3. Parte Experimental:

3.1. Sustancias y Reactivos:

• Agua

3.2. Materiales y Equipos:

• Calorímetro
• Probeta graduada de 25mL.
• Vaso de precipitación de 250mL.
• Varilla de agitación.
• Hornilla eléctrica.
• Termómetro.

3.3. Procedimiento:

Para realizar la determinación se coloca dentro del calorímetro una masa conocida de agua a temperatura ambiente (m1) y se determina su temperatura (T1). Se agrega otra masa conocida de agua caliente (m2) a una temperatura conocida (T2). Se permite que ambas se mezclen bien y entonces se denominan la temperatura final del sistema (Tf) y se calcula la constante del calorímetro a partir de la siguiente relación la cual se obtiene considerando que el calorímetro es un recipiente adiabático, esto es, al sumar las cantidades de calor absorbidas o liberadas por los diferentes componentes del calorímetro es igual a cero.

q agua amb + q agua caliente +q calorímetro = 0

Desarrollando esta expresión:

m1s H20 (Tf- T1) + m2s H20 (Tf – T2) + c (Tf- T 1) = 0

Despejando la constante del calorímetro C, se obtiene esta ecuación

C=𝑚2𝑠 𝐻20 (𝑇2−𝑇𝑓)−𝑚1𝑠 𝐻20(𝑇𝑓−𝑇1) [pic 2]

                                           𝑇𝑓−𝑇1

Donde sH20 es el calor especifico del agua 4.184 J g °C. El calor específico del agua se define como el calor requerido para elevar en 1 °C la temperatura de un gramo de esta sustancia.

Para obtener esta constante, haga lo siguiente:

1. Vierta 75 mL de agua a temperatura ambiente (T) en un vaso de precipitación de 250 mL previamente pesado. Pese nuevamente del vaso con agua y obtenga por diferencia la masa de agua a temperatura ambiente (m1). Vierta el agua en calorímetro, esperar un par de minutos y mida la temperatura (T1)
2. Caliente otros 75 mL de agua en un vaso de precipitación de 250 mL previamente pesado. Cuando la temperatura alcance un valor de aproximadamente 70°C (T2), retire el vaso de la hornilla y vierta el agua caliente en el calorímetro y tápelo. Pese nuevamente el vaso de precipitación y obtenga por diferencia la masa de agua caliente agregada (m2) deje transcurrir unos 3 minutos mientras agita suavemente la mezcla presente en el calorímetro. Registre la temperatura final (Tf).
3. Calcule el valor de C
4. Repita los pasos 1,2 y 3 para obtener una réplica. Exprese el valor de C como C± s.d. donde C es el promedio de los dos valores calculados de C y s.d es la desviación estándar.

4. Errores:

4.1. Sistemáticos: No se presentó ningún error sistemático durante la demostración de la práctica.

4.2. Aleatorios: Por mucho que se pueda evitar siempre va ocurrir un error aleatorio, en este caso si no tapábamos brevemente el calorímetro con su tapa el calor se disipaba rápidamente y eso podía afectar a nuestra práctica.

5. Conclusiones y Recomendaciones:

5.1. Conclusiones:

• Se concluyó que a un volumen constante de 75 mL se obtuvo una constante del calorímetro de 74.75 (J/°C)  
• Con la temperatura en ambiente a 22°C y el calentamiento del agua a 70°C se obtuvo un equilibrio térmico de 43°C.

5.2. Recomendaciones:

• Se recomienda utilizar mandil en las prácticas y cuando estemos en el laboratorio  
• Tener cuidado con la hornilla eléctrica.

6. Aplicaciones

Los usos de los calorímetros Parr se extienden a cualquier producto químico, proceso físico o fisiológico en el que la generación de calor o de combustión es un factor importante. Las principales aplicaciones incluyen mediciones de poder calorífico para:

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