EQUIVALENCIA CALOR TRABAJO

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE TERMODINAMICA

REPORTE DE LA PRÁCTICA:

EQUIVALENCIA CALOR-TRABAJO

EQUIPO 2

EQUIVALENTE CALOR – TRABAJO

INTRODUCCION

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo:

Em = ½ m . v2 + m . g . h

Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton:

F = m . a

Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración.

Hace referencia a las energías cinética y potencial.

Energía cinética :Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación:

Ec = ½ m . v2

Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.

Energía potencial :Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación:

Ep = m . g . h = P . h

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro.

A presión constante: Cuando la presión ejercida sobre el sistema se mantiene fija

A volumen constante: Cuando en el sistema no existen variaciones en el volumen dentro de el.

A temperatura constante: Cuando la temperatura se mantiene fija y no existe ni incremento ni absorción de la energía en el sistema.

Se denomina constante del calorímetro a la cantidad de calor absorbida o liberada por el calorímetro para elevar o disminuir su temperatura en 1 C. Esta energía térmica es la necesaria para calentar o enfriar el recipiente calorimétrico, el termómetro y el agitador.

Sirve para calibrar el calorímetro y así poder establecer la relación existente entre la variación de temperatura observada y la cantidad de calor producida por la reacción.

Para determinar la constante del calorímetro, se mide la variación de temperatura experimentada por el mismo al producirse un proceso que intercambie una cantidad de calor conocida.

EQUIVALENTE CALOR TRABAJO

Objetivo

Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación.

Problema

Al introducir una resistencia eléctrica a un recipiente con agua por un determinado tiempo, la temperatura del agua aumenta. Por cada caloría que absorbe el agua ¿cuántos joules cede el dispositivo eléctrico?

Material

1 calorímetro Dewar 1 resistencia eléctrica

1 probeta 1 vaso de precipitados

1 cronómetro 1 probeta

1 termómetro agua del grifo

Procedimiento

PRIMERA PARTE:: Determinación de la capacidad térmica del calorímetro.

1. Colocar en un frasco Dewar 100 mL de agua fría

2. Registrar la temperatura del agua cada 30 segundos durante 5 minutos (para que alcance el equilibrio térmico con el calorímetro).

3. Por otro lado, colocar en el vaso de precipitados de 600 mL, aproximadamente 400 mL de agua y calentar a ebullición con la resistencia eléctrica.

4. Transferir a una probeta 100 mL del agua que está hirviendo, registrar su temperatura (en la probeta) y añadirla al frasco Dewar al minuto 5.

5. Agitar la mezcla y continuar registrando la temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos más.

SEGUNDA PARTE: Determinación del equivalente calor-trabajo.

1. Colocar 300 mL de agua en el Dewar.

2. Medir y registrar la resistencia del dispositivo eléctrico y el voltaje.

3. Introducir el agua al dispositivo sin encender así como el termómetro a través del tapón de hule, tapando bien el Dewar.

4. Registrar la temperatura inicial.

5. Conectar el dispositivo eléctrico y mantenerlo así durante un intervalo de tiempo entre 10 y 100 s. (refrescar cuando la temperatura del agua se incremente hasta 50 oC)

6. Transcurrido el tiempo, desconectar el dispositivo y agitar suavemente el sistema.

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