Calorimetria

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
PRÁCTICA No.4

Danny Rodríguez
Luisa Fernanda Suárez
Daniel Stivens Vasquez

Escuela de ingeniería de materiales
Universidad del Valle – Cali
Febrero - Junio 2010

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS


PRÁCTICA No.4

INTRODUCCION
La Capacidad Calorífica de un cuerpo es la razón de lacantidad de calor que se le cede a dicho cuerpo en una transformación cualquiera con la correspondiente variación de temperatura. Esta depende de la masa del cuerpo, de su composición química, de su estado termodinámico y del tipo de transformación durante la cual se le cede el calor. Con el fin de determinar la capacidad calorífica para distintitas sustancias unas en estado liquido (aguadestilada, etanol al 60% y Cloruro de Sodio al 10%) y otras en estado sólido, (magnesio, aluminio, bronce y acero) y compararlas con los valores teóricos utilizamos un calorímetro, que es un sistema adiabático, pues no permite la transferencia de energía con el medio ambiente, y el calor liberado dentro del calorímetro es totalmente absorbido por él.

OBJETIVOS
Objetivo general

* Determinarla capacidad calorífica de líquidos y sólidos en estudio por medio del uso del calorímetro

Objetivos específicos
* Conocer los conceptos fundamentales de calorimetría y capacidad calorífica, utilizando un calorímetro a presión constante.
* Determinar la capacidad calorífica del calorímetro por dos métodos, método de la mezcla de volúmenes de agua y método de paso de corriente.
*Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de 3 líquidos, agua destilada, etanol al 60% y Cloruro de Sodio al 10%, mediante el método de paso de corriente.
* Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de 4 trozos de sólidos, magnesio, aluminio, bronce y acero.

MARCO TEÓRICO
Si se trasmite calor a un sistema; este se convierte en energía del sistema y se manifiesta por unaumento de temperatura del mismo. A mayor cantidad de calor transferido, mayor será el aumento de temperatura, pero si se cambia el sistema, una misma cantidad de calor transferida produce cambios de temperatura diferente, la relación entre la cantidad de calor transferido y el cambio en la temperatura es una propiedad intrínseca del sistema.
Para una trasformación a presión constante, lavariación en la presión es cero (dp=0) y para el sistema se tiene que se cumple la siguiente ecuación:
dQp= HTpdT
Esta ecuación relaciona el calor transferido desde el entorno con el aumento de temperatura del sistema. La razón dQ/dT Cp, la capacidad calorífica del sistema a presión constante. Por lo cual se obtiene que:
Cp = dQpdT HTp
Para cualquier transformación a presión constante, como dp=0,la ecuación se reduce a: dH = Cp · dT. Para un cambio finito de estado de T1 A T2, y si Cp es constante en el intervalo de temperatura de interés, la ecuación se convierte en ΔH = Cp · ΔT. Las ecuaciones presentadas son muy generales y aplicables a cualquier transformación a presión constante para cualquier sistema de masa fija, siempre y cuando no se produzca cambios de fases o reaccionesquímicas.
Para rangos de temperatura amplios, la capacidad calorífica varia con la temperatura Cp=f (Temperatura). La energía suministrada por una fuente de potencia es igual a V.l.t donde, V es voltaje, I la corriente y t el tiempo. Si un líquido se calienta por un conductor por el que fluye una corriente, basta medir el tiempo de calentamiento para calcular la energía suministrada al líquido. Si elproceso es totalmente adiabático, de acuerdo con la primera ley de la Termodinámica, la energía disipada en la resistencia es ganada por el conjunto (liquido + Calorímetro). El balance de energía es el siguiente:
V.l.t = (CL + CC) T + Constante
Donde CL = CL· m; donde CL es el calor especifico del líquido y m la masa. Una grafica de tiempo Vs temperatura muestra una línea recta. A...