Introduccion y preguntas de calor especifico
Enviado por Alejandro Trejo Pachas • 13 de Octubre de 2015 • Tarea • 1.595 Palabras (7 Páginas) • 707 Visitas
- Realice un cuadro comparativo entre 3 o más métodos para calcular el calor específico.
Método del Calorímetro | Método de Ferrer y Molina | Método del Enfriamiento | Métodos eléctricos |
Determina experimentalmente el calor específico de una sustancia. | Determina experimentalmente el calor específico de una sustancia y demuestra el equivalente mecánico del calor de Joule. | Determina experimentalmente el calor específico de una sustancia a través de la velocidad de pérdida de calor de dos de ellas en comparación. | Determina experimentalmente el calor específico a través del aumento de temperatura por la aplicación de una corriente de intensidad y voltaje conocido. |
Ley de la Sumatoria de Calores. | Equivalente mecánico del calor de Joule y Thompson. | Ley de Newton del enfriamiento. | Equivalencia entre trabajo eléctrico y calor. |
Calorímetro, muestra de material, agua, termómetro de mercurio, material aislante, balanza. | Frasco resistente y largo, muestra, termómetro que aprecie décimas de grado, cinta métrica. | Calorímetro, estufa, sustancia de muestra, líquido de calor específico conocido. | Calorímetro de flujo continuo, equipo de generación de corriente, muestra. |
Mezcla de material y el agua, de calor específico conocido, medida de temperatura, ecuación matemática simple. | Medida de las dimensiones del recipiente. Medida inicial de temperatura, agitación exagerada, medida final de temperatura. Ecuación según el paso de energía potencial a energía calorífica. | Se calienta la muestra y se coloca en el calorímetro. La temperatura se toma a intervalos regulares. Se hace comparación con el líquido conocido. Se determinan curvas de enfriamiento y calentamiento. Uso de ecuaciones diferenciales. | El líquido pasa a través de un tubo que tiene resistencia eléctrica, a una velocidad de flujo constante, con la aplicación de un voltaje estacionario y una intensidad de corriente. Las temperaturas de entrada y salida llegan a un valor constante, y se iguala el calor ganado a la energía eléctrica suministrada. |
Uso de equipos comunes de laboratorio. | Uso de materiales caseros con instrumentos especializados. | Uso de materiales de laboratorio y computadora. | Uso de equipos especializados. |
- Grafique y explique toda la curva de calentamiento para el agua a presión atmosférica (desde hielo a vapor).
Si el agua se congela por debajo aproximadamente -40°C y se suministra energía a una tasa constante, al representar la temperatura frente al tiempo resulta la gráfica que aparece en la gráfica representada.[pic 1]
La temperatura asciende continuamente hasta alcanzar B, que corresponde al punto de fusión del hielo. En este punto, es necesario la energía debida al calor latente para difundir el hielo, esto explica la meseta BC de la gráfica. La temperatura permanece a 0°C hasta que todo el hielo se fundido (punto C). La temperatura aumenta entonces continuamente hasta el punto de ebullición (D).
El trazo CD corresponde al calentamiento del agua; su pendiente alrededor de la mitad que la del trazo AB para el hielo, debido a sus diferentes calores específicos. En el punto D el agua empieza a hervir, por segunda vez es necesaria la energía debida al calor latente para inducir la vaporización. Durante este proceso la temperatura permanece constante hasta que toda el agua se convierta en vapor. El punto D representa un líquido saturado en su punto de ebullición: el punto E, un vapor saturado en su punto de ebullición, y cualquier zona entre D y E representa la coexistencia de vapor y líquido (vapor húmedo) con gotitas de agua arrastradas por el vapor.
Si el vapor saturado puede ser calentado más, la relación entre el tiempo y la temperatura sigue en la línea EF. Así mismo, la pendiente EF es aproximadamente el doble que la correspondiente a CD, debido a los diferentes calores específicos del agua y del vapor. En la región EF, el vapor se denomina sobrecalentado.
Las longitudes de las mesetas BC y DE son diferentes, reflejando la diferencia entre los valores de los calores latentes de fusión y vaporización.
El calor latente de vaporización es aproximadamente siete veces más alto que el de fusión. El calor latente de vaporización del agua es extremadamente alto. Así, los costos energéticos para evaporar y deshidratar son potencialmente altos en comparación con los procesos que requieren solo cambios en el calor sensible. El vapor es también un fluido muy usado en transferencia de calor, debido a que cede grandes cantidades de energía cuando se condensa, así como porque tiene un valor alto del coeficiente de película térmica. Además, cuando los alimentos se congelan también ceden cantidades sustanciales de energía que tienen que ser eliminadas por el refrigerante. (Lewis 1993)
- Calcule el calor necesario para vaporizar 10kg de hielo desde -4°C hasta 120°C
- Calor específico del hielo Ceh=2,090 kJ/(kg K)
- Calor de fusión del hielo Lf=333,700 kJ/kg
- Calor específico del agua Cea=4,180 kJ/(kg K)
- Calor de vaporización del agua Lv=2256,500 kJ/kg
- Calor específico del vapor de agua Ceva=2.02 kJ/(kg K)
Etapas:
- Se eleva la temperatura de 10kg de hielo de -4ºC a 0ºC :
Q1 = 10·2,090 · (0 – (-4)) = 83,6kJ
- Se funde el hielo → Q2=10·333,700=3337kJ
- Se eleva la temperatura del agua de 0º C
a 100 ºC: Q3=10·4,180·(100 - 0)=41.8 kJ
- Se convierte 10kg de agua a 100ºC en vapor a
la misma temperatura : Q4=10·2256,5=22565 kJ
- Q5= 10· 2,02·(120-100) = 404kJ
El calor total Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 26431,4 kJ.
INTRODUCCIÓN
Una de las propiedades importantes de la materia es el calor específico, que es una unidad de medida que no indica la cantidad de energía necesaria para elevar una unidad de temperatura una unidad de masa. Como nos dice Lewis en su libro de las propiedades físicas de los alimentos y de los procesados (1993) que el calor específico es dependiente de la temperatura. Sin embargo para el propósito de muchos cálculos térmicos estas variaciones son pequeñas y se usa un valor medio del calor específico para el rango de temperatura considerado. Es por ello que nosotros en el presente informe hemos discutido los fundamentos de esta propiedad, con los resultados que hemos obtenido en la práctica de laboratorio con la finalidad de determinar el calor especifico del arroz y del agua.
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