Calorimetria

INTRODUCCION

La práctica de este laboratorio se emplea para determinar el calor específico de dos materiales sólidos, utilizando para ello el principio de la conservación de la energía en forma de calor que consiste en colocar dos sistemas con distintas temperaturas y luego lograr su equilibrio al ponerlas en contacto.

MATERIALES

• Calorímetro

• Termómetro

• Beaker

• Vaso metálico

• Balanza

• Estufa eléctrica

• Dos cilindros metálicos

DESCRIPCION DEL EXPERIMENTO

La práctica se basó en dos experimentos; el primero consistió en la determinación del calor específico de los dos materiales sólidos, esto se logró llevando a cabo el siguiente proceso: primero se tomaron 200 ml de agua, 100 ml de estos fueron agregados al calorímetro y los otros 100ml fueron puestos a calentar en la estufa junto con uno de los materiales sólidos, estos se dejaron calentar hasta que alcanzaron una temperatura entre 90°C y 93°C, luego se tomaba el material sólido y se pasaba al calorímetro, rápidamente se tapaba, se dejaba enfriar y pasado 1 minutos se tomaba la temperatura, para la determinación del segundo material sólido se empleó el mismo procedimiento.

El segundo experimento se centraba en la determinación del calor especifico de vaso metálico que posee el calorímetro, para ello se puso a calentar 100ml de agua hasta que alcanzaran una temperatura aproximadamente de 90°C y 93°C, luego esta agua fue agregada al calorímetro al cual previamente se le habían agregado 100ml de agua a temperatura ambiente, después de agregar el agua hirviendo se tapó el calorímetro se dejó reposar y pasado un minuto se tomó la temperatura del agua.

PREGUNTAS

1.- ¿Cuál es el sentido físico del calor especifico y de que depende?

Rta: El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial.

2.- Determine las unidades del calor específico ¿Cómo se convierten las calorías (cal) en (erg)? ¿Cuantos gramos es 1 ml?

Rta: En el Sistema Internacional de Unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y por kelvin (J•kg-1•K-1); otra unidad, no perteneciente al SI, es la caloría por gramo y por kelvin (cal•g-1•K-1).

Las calorías se convierten a ergios de la siguiente manera:

252 calorías = 1054 J, 1 J/s = 1 watt (W), 0, 0000001 watt = 1 Ergio/s

1 ml equivale a 1 gramos

3.- De la ecuación (5) se puede concluir que el calor específico es negativo, en realidad no es así ¿Por qué razón?

Rta: El calor específico es en esencia una medida de lo térmicamente insensible que es una sustancia a la suma de energía. Cuanto mayor es el calor especifico de un material, más energía debe agregarse a una masa del material para causar un cambio particular de temperatura. También en este caso el sentido del calor depende del sentido del proceso para llegar al equilibrio lo que cede uno lo absorbe el otro: como uno cede calor y el otro lo recupera hay ese cambio de signo en las variaciones de temperatura. Recordemos que el calor fluye hacía las zonas más frías, si consideras Q como el cambio energético, el que está más frío absorbe calor, aumenta su temperatura y aumenta su energía (Q>0), justamente el calor que el otro sistema cede, el cuál disminuye su temperatura y pierde energía (por eso Q<0).

4.- ¿Por qué razón el calorímetro no disipa calor?

Rta: El calorímetro es un sistema aislado, de tal manera que no permite intercambio de calor con el medio ambiente, es decir no debe absorber calor fácilmente y transmitirlo hacia fuera o hacia adentro. El calorímetro tiene un vacío necesario para no transmitir el calor del vaso interior al vaso exterior. Si no hay moléculas de aire entre los vasos no habrá transmisiones de energía y se conserva su temperatura. Consideramos que

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