CALORES ESPECIFICOS

LABORATORIO DE FÍSICA II – 10ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

CALORES ESPECÍFICOS
EXPERIENCIA N° 10

Las moléculas tienen una estructura interna porque están compuestas de átomos que tienen
diferentes grados de libertad.
La energía cinética almacenada en estos grados de libertad internos no contribuye a la temperatura
de la sustancia sino a su calor específico.

I.

II.

OBJETIVO
•

Determinacióndel equivalente en agua del calorímetro
de aluminio.

•

Determinar el calor específico de objetos sólidos.

EQUIPOS / MATERIALES
1 Equipo de calentamiento

2 Clamp

1 Soporte universal

1 Varilla metálica

1 Calorímetro de mezclas

1 Termómetro

1 Probeta graduada, 100 ml

1 Vaso de precipitado, 500 ml

1 Balanza

Agua potable

Muestras metálicas

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
La cantidad de calor Qdisipado o absorbido por cuerpos de la misma sustancia es
directamente proporcional a la variación de la temperatura T:
Q
Q'
=
∆T
∆T '

(1)

También, el calor cedido o absorbido por cuerpos distintos, pero de la misma sustancia,
son directamente proporcionales a la masa m:
Q Q'
=
m m'

(2)

El calor específico (c ) de un cuerpo se define como:

c=

EXP. N° 10 – CALORES ESPECÍFICOS

1 dQ
m dT

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Donde dQ es el elemento de la cantidad de calor que intercambian los cuerpos con el
medio que lo rodea, mientras que dT es el elemento de variación de temperatura que
experimentan los cuerpos.
La cantidad de calor transferida/absorbida por el cuerpo depende de las condiciones
en que se ejecuta el proceso. En la presente experiencia seutilizará el método de
mezclas y el proceso de medida se realizará a presión constante.

Determinación del equivalente en agua del calorímetro (K)
Sea una porción de agua de masa ma dentro de un calorímetro de masa mcal ambos a
una temperatura Ta. Sobre este conjunto se vierte agua de masa mb que inicialmente
se encuentra a temperatura Tb > Ta. Considerando ca el calor específico del agua, ccalel
calor específico del calorímetro se deja que se equilibre el proceso de la mezcla a una
temperatura llamada de equilibrio Te.

m a c a (T e − T a ) + m cal c cal (T e − T a ) = m b c a (T e − T b )
Considerando K = m cal c cal

K =−

m b c a (T e − T b )
− m aca
(T e − T a )

(4)

Determinación del calor específico de un metal
Para determinar el calor específico de un metal se usa una porción deagua de masa ma
dentro de un calorímetro con equivalente en agua K ambos a una temperatura Ta.
Sobre este sistema se sumerge dentro del agua un metal de masa mmetal que
inicialmente se encuentra a temperatura T b> Ta. Considerando ca el calor específico del
agua, cmetal el calor específico del metal se deja que se equilibre el proceso de la mezcla
a una temperatura llamada de equilibrio Te. Luegoen el balance se tiene:

m a c a (T e − T a ) + K (T e − T a ) = m metal c metal ( T e − T b )
Despejando se obtiene:

c metal =

( m a c a + K )( T e − T a )
m metal (T e − T b )

EXP. N° 10 – CALORES ESPECÍFICOS

(5)

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Conociendo el calor específico del agua y el equivalente en agua del calorímetro, el
calor específico del cuerpoqueda automáticamente determinado.

IV. PROCEDIMIENTO
DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORÍMETRO
1. Dentro del calorímetro, vierta 150 ml de agua (ma) y mida la temperatura inicial del
sistema Ta.
2. En vaso de pírex vierta 100 ml de agua (mb) y proceda a calentar hasta que hierva a
una temperatura Tb.
3. Vierta esta agua caliente dentro del calorímetro y espere 1 minuto para que lleguea
equilibrarse el sistema.
4. Con un termómetro mida la temperatura del sistema en equilibrio Te.
5. determine las masas ma y mb del agua que se usan en este proceso y complete la
Tabla 1.
Tabla 1
ma

±

ca
Ta

±

mb

±

Tb

±

Te

±

6. Usando la relación 4 determine el equivalente en agua del calorímetro y anote su
valor.
K = ______________
DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL
1....