CALORIMETRIA

OBJETIVOS

Determinar la capacidad calorífica del calorímetro en forma experimental y describir como esta afecta en el intercambio de energía del sistema.

Determinar el calor específico de los metales y comparar estos resultados con los de la tabla periódica y ver la eficiencia en el experimento..

INSTRUMENTOS

Un calorímetro de mezclas.

Un termómetro.

Un mechero a gas.

Una olla para calentar agua.

Un soporte universal.

Un matraz de 200 ó 250 ml.

Una balanza.

2 piezas de materias sólido.

Agua.

Fig.1 Calorímetro

FUNDAMENTO TEÓRICO

La termoquímica es parte de una disciplina mucho más general denominada termodinámica, que es el estudio científico de la interconversión del calor y de otras clases de energía. Las leyes de la termodinámica constituyen útiles guías para el entendimiento de la energética y dirección de los procesos.

Calor

Cuando dos cuerpos A y B que tienen diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico, después de un cierto tiempo, alcanzan la condición de equilibrio en la que ambos cuerpos están a la misma temperatura. Supongamos que la temperatura del cuerpo A es mayor que la del cuerpo B, TA>TB. Observaremos que la temperatura de B se eleva hasta que se hace casi igual a la de A. En el proceso inverso, si el objeto B tiene una temperatura TB>TA, el baño A eleva un poco su temperatura hasta que ambas se igualan.

Cuando un sistema de masa grande se pone en contacto con un sistema de masa pequeña que está a diferente temperatura, la temperatura de equilibrio resultante está próxima a la del sistema grande.

Decimos que una cantidad de calor Q se transfiere desde el sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura.

La cantidad de calor transferida es proporcional al cambio de temperatura T.

La constante de proporcionalidad C se denomina capacidad calorífica del sistema.

Q=C•T

Si los cuerpos A y B son los dos componentes de un sistema aislado, el cuerpo que está a mayor temperatura transfiere calor al cuerpo que está a menos temperatura hasta que ambas se igualan.

Si TA>TB

El cuerpo A cede calor: QA=CA•(T-TA), entonces QA<0

El cuerpo B recibe calor: QB=CB•(T-TB), entonces QB<0

Como QA+QB=0

La temperatura de equilibrio, se obtiene mediante la media ponderada.

La capacidad calorífica de la unidad de masa se denomina calor específico c. C=mc.

La fórmula para la transferencia de calor entre los cuerpos se expresa en términos de la masa m del calor específico c y del cambio de temperatura.

Q=m•c•(Tf-Ti)

donde Tf es la temperatura final y Ti es la temperatura inicial.

El calor específico es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve en un grado centígrado su temperatura.

Joule demostró la equivalencia entre calor y trabajo 1cal=4.186 J. Por razones históricas la unidad de calor no es la misma que la de trabajo, el calor se suele expresar en calorías.

El calor específico del agua es c=1 cal/(g ºC). Hay que suministrar una caloría para que un gramo de agua eleve su temperatura en un grado centígrado.

Calorímetro, son instrumentos que sirve para la determinación experimental de los intercambios caloríficos.

El calorímetro es un sistema aislado, de tal manera que no permite intercambio de calor

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