CALOR ESPECIFICO




UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL
















GUÍAS DE LABORATORIO DE TERMODINÁMICA







NICOLE FERNANDA MOYANO
CODIGO: 2156881







NIDIA ELENA ORTIZ PENAGOS


PRÁCTICA: CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL



OBJETIVOS.

Determinar el calor específico del calorímetro.
Determinar el calor específico de un metal.



TEORÍA.

El calor específico, C, de una sustancia esla cantidad de calor en KJ que necesita 1 Kg de la sustancia para elevar su temperatura en 1 oC o en 1 K (el cambio en oC es equivalente al cambio en K); se utiliza para cálculos de calores sensibles (sin cambio de estado), cuando la sustancia experimenta cambios de temperatura, mediante la ecuación:

Q = mC(Tfinal – Tinicial)

donde:
Q: energía calorífica que recibe la sustancia en KJ
m: masade la sustancia en Kg
C: calor específico de la sustancia en KJ/(Kg*K)
Tinicial: temperatura inicial de la sustancia en o


K
Tfinal: temperatura final de la sustancia en o


K

Ambas temperaturas, inicial y final, pueden tomarse en oC o en K porque la diferencia de temperatura en ambas escalas es equivalente.

El valor del calor específico depende del proceso mediante el cual la sustancia cambiasu temperatura; si el proceso se realiza a presión constante el calor específico se simboliza Cp y si el proceso es a volumen constante su símbolo es Cv.

Cp es generalmente mayor que Cv porque si el proceso se lleva a cabo a presión constante, la expansión de la sustancia produce una transformación de parte de la energía recibida en forma de calor a trabajo, necesitándose por consiguientemayor energía calórica para alcanzar el mismo aumento de temperatura que en el proceso a volumen constante donde no se produce trabajo.

Para sustancias prácticamente incompresibles como líquidos y sólidos el trabajo de expansión producido, o sea la transformación de calor en trabajo sin cambio de estado, es despreciable por lo que puede aproximarse: Cp = Cv = C.




MATERIALES.

Calorímetro de 250mL.
Beaker de 500 mL.
Beaker de 250 mL.
Dos (2) termómetros de –10 oC a 110 oC.
Cubos de metal.
Balanza analítica.
Fuente de calentamiento a gas o eléctrica.



PROCEDIMIENTO.

Determinación del calor específico del calorímetro:
Pesar el calorímetro.
Adicionar entre 50 y 70 g de agua al calorímetro. Pesar el conjunto. Por diferencia de peso determinar la cantidad de agua adicionada.
Registrar latemperatura inicial del calorímetro con agua.
Aparte, pesar entre 100 y 150 g de agua. Calentar hasta que la temperatura alcance entre 40 y 50 oC. Suspender el calentamiento y registrar la temperatura del agua.
Agregar con cuidado y rapidez para evitar pérdidas de calor, el agua caliente al conjunto calorímetro – agua. Tapar el calorímetro habiendo ajustando previamente un termómetro en latapa y sellado con empaque de caucho o plastilina para evitar escape de calor al ambiente.
Esperar hasta que el sistema alcance el equilibrio térmico agitando con cuidado de vez en cuando, hasta que la temperatura permanezca constante.
Registrar la temperatura de equilibrio térmico.



Figura 2. Determinación del calor específico del metal
Determinación del calor específico del metal:

Pesar elmetal en estudio.
Colocar agua en un beaker y sumergir el metal en estudio sin que el metal toque el fondo del vaso, suspendiéndolo de acuerdo al montaje mostrado en la Figura 2.
Calentar y contabilizar diez (10) minutos desde el momento en que el agua empiece a hervir.
Pesar el calorímetro. Colocar agua en éste calculando que apenas alcance a tapar el cubo de metal cuando éste sea posteriormentesumergido.
Pesar el calorímetro con el agua y calcular la masa de agua por diferencia de pesos.
Registrar la temperatura inicial del agua en el calorímetro.
Colocar el calorímetro con el agua cerca del beaker que contiene el cubo de metal en calentamiento. A los diez (10) minutos de permanencia del metal en ebullición pasar rápidamente éste al calorímetro que contiene un poco de agua. Tapar...