Informe de laboratorio: Calor Específico

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LABORATORIO N°2.

CALOR ESPECÍFICO.

DPTO. DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS.

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LABORATORIO N°2: CALOR ESPECÍFICO.

De la hoz Colina Joustin, Ingeniería electrónica.
jdelahoz88@cuc.edu.co

Guzmán Silva Franklin, Ingeniería electrónica.
fguzman@cuc.edu.co

Peña Agudelo Esteban, Ingeniería electrónica.
epena16@cuc.edu.co

Silva Ortiz Jesús, Ingeniería electrónica.
jsilva34@cuc.edu.co

Arrieta Bolivar Daniel, Ingeniería electrónica

darrieta16@cuc.edu.co

Rico Olivares Ricardo, Ingeniería electrónica.

rrico0809@cuc.edu.co

Venegas Castillo Sebastián, Ingeniería electrónica

svenegas@cuc.edu.co

Ondas y óptica, Grupo 36468, Universidad de la Costa.

Lic. Luz Ramírez Montes.

Agosto 2022

RESUMEN: En ell siguiente informe se presentaron las evidencias, muestras y datos obtenidos gracias a la información obtenida en clase acerca del calor específico, procediendo así a la práctica de laboratorio realizada la cuál daba como fin encontrar el calor específico de un sólido con diferentes opciones las cuáles eran un cilindro de aluminio, cobre o tungsteno. Esto se hayo utilizando materiales tales como un termómetro de mercurio y un calorímetro obteniendo así el resultado esperado y el porcentaje de error.

PALABRAS CLAVE: Calor específico, calorímetro, termómetro.

ABSTRACT: The following report presented the evidence, samples and data obtained thanks to the information obtained in class about the specific heat, thus proceeding to the laboratory practice carried out which aimed to find the specific heat of a solid with different options which were a cylinder of aluminium, copper or tungsten.  This has been done using materials such as a mercury thermometer and a calorimeter, thus obtaining the expected result and the percentage of error.

KEYWORDS: Specific heat, calorimeter, thermometer

1. INTRODUCCIÓN

El físico y químico inglés Joseph Black fue quien adelantó el concepto de calor específico. En el transcurso de sus investigaciones se dio cuenta de que diferentes cuerpos, de masas iguales, requerían de diferentes cantidades de calor para elevarlos a la misma temperatura. Así es como alrededor de 1765 inventó el concepto de calor específico, realizando un gran número de ensayos calorimétricos, distinguiendo el calor (cantidad de energía) de temperatura (nivel térmico).

En la actualidad, los diferentes estudios y hallazgos realizados con base al calor especifico han podido determinar la capacidad de una sustancia o material para almacenar calor, lo que ha permitido un gran desarrollo en distintas áreas industriales y económicas del mundo, por ejemplo, la construcción y la manufactura.

Por ello, el presente informe tiene como propósito analizar y comprender el concepto de calor especifico, determinar su valor en cualquier material, tener presente los factores que pueden alterar esta propiedad y conocer su importancia en el presente.

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GENERAL

Determinar el calor específico de un cilindro de cobre, aluminio y tungsteno, con el uso de un calorímetro.

1.  MARCO TEÓRICO

El termino calor se define como un proceso de transferencia de energía a través de un sistema debido a una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores. También es la cantidad de energía Q transferida mediante este proceso.

El calor especifico o la capacidad térmica especifica es una magnitud propia de cada elemento y nos indica la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura del elemento una unidad. Esta se mide en varias es escalas, pero la más utilizada es J/Kg*K y se representa con la letra c minúscula.

La capacidad calorífica es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una determinada sustancia en una unidad (grado Celsius o Kelvin), esta se representa con la letra C mayúscula. Esta capacidad calorífica de un cuerpo es la relación que hay entre el calor suministrado al cuerpo y su incremento de temperatura. Se puede calcular a través de la expresión: C=Q/ ΔT

Por consiguiente, podemos afirmar que el calor especifico es el cociente de la capacidad calorífica sobre la masa de dicho elemento. Se representaría de la siguiente forma: c=C/m

Para hallar el calor especifico de un cierto elemento se utiliza un calorímetro, que es un instrumento que nos ayuda a medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos y a calcular su calor especifico. Este funciona por medio del principio de carga dual, es decir que uno absorbe y el otro actúa como temperatura de referencia (generalmente el agua), el sensor de temperatura obtiene la diferencia de temperaturas de las dos cargas. [1]  

1.  PROCEDIMIENTOS

4.1. Procedimiento experimental

1. Mida la masa del calorímetro (𝑚𝑘) que va a utilizar (debe estar vacío y seco). Repórtelo en la tabla 2.

1. Escoja un sólido y mida su masa (𝑚𝑠) y repórtelo en la tabla 2.

1. Caliente aproximadamente 500 ml de agua en el generador de vapor.

1. Acople un nylon para la muestra y suspéndala en agua hirviendo (tape el generador de vapor manteniendo el sólido suspendido en el agua), espere unos 2 minutos para calentar el sólido (tome la temperatura inicial del sólido como 𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙, 𝑠=100°C).

1. Llene el calorímetro aproximadamente 250 ml de agua a temperatura ambiente.

1. Mida la masa(𝑚𝑎) y la temperatura (𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙, 𝑎) del agua contenida en el calorímetro. Reporte los datos en la tabla 2.  

1. Inmediatamente después de medir la temperatura, retire el sólido del agua hirviendo, de manera rápida sáquelo y luego suspéndalo en el agua que se encuentra a temperatura ambiente en el calorímetro (el sólido debe estar completamente cubierto, pero no debe tocar el fondo del calorímetro), asegúrese de mantener tapado el calorímetro en este proceso.    

1. Agita el agua por 1 minuto y determine el valor de la temperatura final (𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙), registre este valor en la tabla 2.

1. Repita los pasos del 1 al 8 para los otros dos sólidos y repórtelos en la tabla 2.

1.  RESULTADOS Y CÁLCULOS.

Se tomaron los siguientes datos para la realización del laboratorio

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