Termodinamica

Practica 3

CPACIDAD CALORIFICA DE UN METAL

OBJETIVOS

A través de un experimento el estudiante obtendrá valores de masas y temperaturas para calcular la capacidad calorífica de un metal.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES:

m AL=masa de aluminio (g) V F= Volumen de agua fría (mL) t agua=Temperatura agua fría (°C) t Al= temperatura del aluminio (°C) tequi= temperatura de equilibrio (°C)

54.5 g 100 mL 22 °C 90 ° 30 °

Calcula la densidad del agua (ρagua) a la temperatura tagua en ° C

ρagua=0.99998 + 3.5 x 10 -5 (tagua) – 6 x 10 -6 (tagua)2

ρagua=0.99998 + 3.5 x 10 -5 (22) – 6 x 10 -6 (22)2

ρagua=0.9978 g / mL

2.- Calcula la masa de agua (magua) en gramos

magua= VF * ρagua

magua= (100 mL) (0.9978 g / mL)

magua=99.78 g

3.- Calcula la cantidad de agua (nagua) en mol

nagua= magua/Magua Magua=18 g/mol

nagua= 99.78g/(18g/mol)=5.54 mol

4.- Calcula la capacidad calorífica molar del agua (Cp(m)agua) sustituyendo cada valor de temperatura Tagua y Teq en las siguientes expresiones y obtener el promedio (Cp(m)agua)

Cp(agua 1)= R*(8.712+1.25x10-3 Tagua- 0.18x10-6 T2(agua)) R=8.314J/(mol*K)

Cp(agua 2)= R*(8.712+1.25x10-3 Tagua- 0.18x10-6 T2(eq)) Tagua y Teq en K

Cp(agua 1)=(8.314 J/(mol*K))(8.712)+((1.25x10-3)(295K))-((0.18x10-6)(295K)2)

Cp(agua 1)= 75.37J/(mol K)

Cp(agua 2)= R*(8.712+1.25x10-3 Tagua- 0.18x10-6 T2(eq))

Cp(agua 2)=(8.314 J/(mol*K))(8.712)+((1.25x10-3)(303K))-((0.18x10-6)(303K)2)

Cp(agua 2)=75.44J/(mol K)

Cpm(agua)=(Cpagua(1)+Cpagua(2))/2

Cpm(agua)=(75.37 J/(mol K)+75.44 J/(mol K))/2=75.41 J/(mol K)

5.-Calcula la cantidad de aluminio (n Al) en mol

n Al=(m Al)/(M Al) M Al= 27 g/mol

n Al=54.5g/(27 g/mol)=2.02mol

6.-Calcula la capacidad calorífica molar media del aluminio experimental (CpmAlExperimental ) en J/mol K

CpmAlExperimental=(n agua(Cpmagua)(Teq-Tagua))/(nAl(TAl-Teq))

CpmAlExperimental=(5.54 mol(75.41 J/(mol K))(303K-295K))/(2.02mol(363K-303K))=27.58 J/(mol K)

7.-Calcula la capacidad calorífica molar del aluminio sustituyendo cada valor de temperaturas TAl y Teq (en kelvin) en las siguientes expresiones y obtén el promedio (CpmAl calculado)

Cp(Al 1)=R(2.4172+1.621x10-3 TAl)

Cp(Al 1)=8.314J/(mol K) (2.4172+1.621x10-3 (363K))=24.99J/(mol K)

Cp(Al 2)=R(2.4172+1.621x10-3 Teq)

Cp(Al 2)=8.314J/(mol K) (2.4172+1.621x10-3 (303K))=24.18J/(mol K)

CpmAl calculado=(Cp_(Al 1+) Cp_(Al 2))/2[=]J/(mol K)

CpmAl calculado=(24.99 J/(mol K)+24.18 J/(mol K))/2 = 24.58 J/(mol K)

8.-Calcula el porcentaje de variación entre el (CpmAlExperimental ) y el (CpmAl calculado)

% de variación =(〖Cp(m)〗_(Al(experimental)-) 〖Cp(m)〗_Al(calculado) )/〖Cp(m)〗_Al(experimental) x100

% de variación =(27.58 J/(mol K)-24.58 J/(mol K))/(27.58 J/(mol K)) x100=10%

TABLA DE RESULTADOS

(Anota valores y unidades)

ρagua=

0.9978g/mol magua=

99.78g nagua=

5.54mol

Cpm(agua)=

75.41J/(mol K) 〖Cp(m)〗_Al(calculada) =

24.58J/(mol K) 〖Cp(m)〗_(Al(experimental)=)

27.58J/(mol K)

nal=

2.02mol % de variación=

10%

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