Simulador de Calorímetro

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 Universidad Nacional Autónoma de México

“SIMULADOR DE CALORIMETRO”

Fundamento Teórico

Calor: El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo.

Temperatura: La temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).

Cero absoluto: Temperatura mínima posible que puede tener una sustancia; es la temperatura la cual las moléculas de la sustancia tienen su energía cinética mínima.

Calorímetro: Es un recipiente cerrado que no permite la pérdida o ganancia de calor con los alrededores durante las mediciones de cambio de calor de procesos físicos o químicos que ocurren dentro de él.

Capacidad calorífica específica: Cantidad de calor necesaria por unidad de masa, que se requiere para elevar 1 grado Celsius la temperatura de la sustancia.

Caloría: Es la cantidad de calor requerida para cambiar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

Principios de la calorimetría: Si entran en contacto dos cuerpos o sustancias a distinta temperatura, y no hay intercambio de calor con los alrededores, el cuerpo con mayor temperatura cederá energía térmica al de menor temperatura hasta que ambos se encuentren en un estado energético idéntico que se manifiesta como una temperatura igual.

Ecuación fundamental de la calorimetría:     [pic 3]

Dónde:

c= calor especifico del cuerpo

Q= cantidad de calor

M= masa del cuerpo

=varacion de temperatura[pic 4]

Para que el cuerpo aumente de temperatura; tiene que recibir calor, para eso la temperatura tf debe de ser mayor que la temperatura ti; y recibe el nombre de calor recibido.

tf>to          calor recibido (Q>0) [pic 5]

Hipótesis

Cuando dos cuerpos de diferente temperatura son puestos en contacto, ellos intercambian calor entre si hasta alcanzar el equilibrio térmico.

En consecuencia al exponer un cuerpo a una fuente de calor por lo consiguiente obtendrá cierta temperatura y poniendo en práctica la ley de la termodinámica, si al objeto mismo ya con dicha temperatura alcanzada, si lo ponemos en contacto con un medio el cual se encuentra a una temperatura cualquiera (alta o baja) se creara entre el objeto y el medio en que se encuentra en este caso un vaso de unicel, existe un equilibrio térmico, y ambos tendrán la misma temperatura.

Objetivos  

Poner en practica la ley de la termodinámica; observando como los cuerpos adquieren cierto grado de calor, el cual al ponerlo en un medio distinto al que se encontraba(aislado), alcanza el equilibrio térmico dentro de dicho medio.

DESARROLLO

Material

• Termómetro
• Probeta Graduada
• Interface
• Objeto para calentar (llaves)
• Vaso de Unicel de 1 litro
• Tapa de Unicel
• Parrilla para calentar
• [pic 6]Hilo para sostener el objeto
• Vaso de precipitado
• Agua

Equipo: 2

Procedimiento

• En primer lugar, conectamos la interface a la computadora, para que así estuviera lista al momento en que necesitáramos comenzar a medir el calor del objeto en el vaso de unicel.
• Conectamos también la parrilla, para que ésta comenzara a calentarse.
• Amarramos el hilo a las llaves.
• Con la probeta graduada, medimos un aproximado que pudiera cubrir las llaves al momento en que éstas fueran a colocarse en el vaso de precipitado.
• Vertimos el agua de la probeta en el vaso de precipitados, y colocamos éste en la parrilla para que comenzara a calentarse.
• Una vez que el vaso de precipitados ya tenía el agua y estaba listo para calentarse, colocamos las llaves en él, y de manera cuidadosa dejamos el hilo que las sostenía por fuera para que luego éste nos sirviera para sacarlas y pasarlas al vaso de unicel.
• Con el termómetro dentro del vaso de precipitados calentándose, comenzamos a checar que llegara a su punto de ebullición, para así luego sacar las llaves y pasarlas al vaso de unicel.
• En el vaso de unicel, vertimos la misma cantidad de agua que utilizamos para el vaso de precipitados, pero esta agua estaba fría.
• Una vez que llegó a su punto, sacamos el termómetro, y con mucho cuidado, tomando el hilo que sujetaba a las llaves, las sacamos del vaso de precipitados, y luego las pasamos al vaso de unicel.

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• [pic 10]Rápidamente, después de haber colocado las llaves en el vaso de unicel, lo tapamos y comenzamos a medir con la interface, anteriormente ya habíamos colocado los valores en la computadora, y el tiempo que queríamos que durara la medición.
• En la computadora comenzamos a observar que como se iba formando la línea, que en un principio varió en los valores, pero luego se mantuvo constante.
• Finalmente, solo registramos los datos, y guardamos la tabla con los valores obtenidos en la práctica.

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RESULTADOS

Datos experimentales

Peso del objeto: 72.7 g

Calor específico del objeto: 0.094 kcal/kg°C

Tempera inicial del objeto: 92 °C

Temperatura final: 22°C

Peso del agua: 300 g

Calor específico del agua: 1000  kcal/kg°C

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