Calorimetria

 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS
LABORATORIO DE FISICA GENERAL


REPORTE DE LA PRÁCTICA: CALORIMETRIA








OBJETIVOS:
Estudiar el intercambio de calor entre dos o más sustancias, aplicando el principio de conservación de la energía a la determinación de los calores específicos de sólidos.
Calcular el valor del calor específico de lamuestra de cobre por equipo y comparar con los resultados grupales.
Se estudiaran y aplicaran algunos conceptos importantes de la teoría de mediciones y errores.
INTRODUCCION:
Al proporcionar calor a una sustancia cualquiera, esta experimenta un aumento de temperatura y si se le quita calor, disminuye su temperatura. Si se toman distintas sustancias a la misma temperatura y de alguna manera se leproporciona la misma cantidad de calor, alcanzaran distintas temperaturas al final de la experiencia. Este comportamiento se puede describir físicamente y en forma cuantitativa considerando la propiedad llamada capacidad calorífica. Así, si Q es el calor que al ser absorbido por una sustancia de masa m provoca en este un aumento de temperatura T entonces,


Es la capacidad calorífica de estasustancia. Si se divide la capacidad calorífica C entre la masa m se obtiene el calor que hay que proporcionar a la unidad de masa de la sustancia en cuestión para que su temperatura experimente un aumento de un grado centígrado. A esta última cantidad se le conoce como calor especifico:
c=C/ m= diferencial Q/ (masa) (diferencial T)
c toma un valor característico para cada sustancia.
Si se conoceel calor especifico de una sustancia y su masa, podemos conocer el calor absorbido o cedido mediante el despeje de la ecuación anterior del diferencial de Q.

El calor específico es función de la variación de la temperatura final y de la temperatura inicial. Si en la ecuación anterior Q resulta positiva, significa que el cuerpo absorbe calor. Por el contrario, si Q es negativo, significa que elcuerpo cede calor.
CALORIMETRIA. La calorimetría comprende el estudio de los métodos para medir cantidades de calor. Calores específicos, calores de combustión, calores involucrados en cambio de estado y, en general, el calor presente al ocurrir ciertos fenómenos (choques mecánicos, corriente eléctrica, reacciones químicas, etc.).
Para determinar el calor especifico c de una sustancia se puedeutilizar el llamado método de las mezclas, que consiste en poner una muestra de dicha sustancia (de masa m y a una temperatura inicial T) en un recipiente (calorímetro) cuyo calor especifico se conoce.
Después de esta un cierto tiempo en contacto, las tres partes del sistema alcanzaran una temperatura final común Te (temperatura de equilibrio); es decir, el sistema alcanza el equilibrio térmico.La temperatura de equilibrio resulta con un valor intermedio a los de las temperaturas iniciales.
Si durante el proceso de la mezcla, el sistema no cede ni absorbe calor del medio exterior (ya sea porque se utilice un calorímetro térmicamente aislado o porque dicho proceso sea tan rápido que el intercambio calor con sustancias externas sea despreciable), entonces los calores absorbidos por unaspartes del sistema deben ser iguales a los cedidos por otras, es decir:
Q1 +Q2 +Q3 = 0
Donde:
Q1 =Calor absorbido (o cedido) por la muestra 1.
Q2 =Calor absorbido (o cedido) por la muestra 2.
Q3= Calor absorbido (o cedido) por el calorímetro.
Por ultimo, dada la ecuación anterior:
m1c1 (Te-Ti) = m2c2 (Te-T2) + C (Te-T2)


PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
El calor especifico delaluminio es 0.217 cal/g°c . La densidad de este ultimo es 2.6 g/cm. Medir posteriormente la longitud L.
Se harán 3 determinaciones del calor específico de una sustancia solida, procediendo en cada una de ellas como sigue:
1. Se seca cuidadosamente la muestra cuyo valor especifico se va a determinar extendiéndola sobre un papel, así como el frasco que la contiene, y con la balanza se mide la masa...