Capacidad Calorifica

LABORATORIO DE TERMODINAMICA BASICA II

PRÁCTICA NÚMERO 3

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Capacidad Calorífica De Un Metal.
OBJETIVO: Calcular la capacidad calorífica del mercurio, a diferentes temperaturas para posteriormente comparar estos datos experimentales con los teóricos o bibliográficos, determinando el porcentaje de error entre estos.

FUNDAMENTACION TEORICA

La capacidad caloríficade un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta.
En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de una sustancia, (usando el SI).[] Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentarcambios de temperatura bajo el suministro de calor.
Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. En general, la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión.
Está dada por la ecuación:
C = Q/T [J/K]
Donde Ces la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura.
Se mide en joules por kelvin (unidades del SI).

La capacidad calorífica va variando según la sustancia.
Su relación con el calor específico es:
C = c.m
En donde c es el calor específico, y m la masa de la sustancia considerada.
Igualando ambas ecuaciones, procedamos a analizar:
Q/T = c * m
De aquí esfácil inferir que aumentando la masa de una sustancia, aumentamos su capacidad calorífica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura.
CALOR ESPECÍFICO
El calor específico o capacidad calorífica específica, c, de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado:

En donde c es elcalor específico, Q es la cantidad de calor, m la masa y ΔT la diferencia entre las temperaturas inicial y final.
Esta ecuación permite calcular la capacidad calorífica por gramo, también conocido como calor específico y se define como la cantidad de calor que se debe suministrar a un gramo de masa para elevar su temperatura en un grado centígrado.
Su unidad en el sistema SI es el julio porkilogramo y kelvin, cuya notación es J/(kg•K). También se usa bastante las unidad del sistema técnico, la kilocaloría por kilogramo y grado Celsius y su notación es: kcal/kgºC.

También existe la capacidad calorífica molar que se relaciona con el calor específico cuando este último se multiplica por el peso molecular, se obtiene la capacidad calorífica molar. Estas definiciones son aplicables asólidos, líquidos y gases.

De ahí se deduce una fórmula para el calor intercambiado dependiente del número de moles (n) en vez de la masa (m).
Su unidad en SI es el joule por mol y kelvin, cuya notación es J/(mol•K)

También se debe entender que la capacidad calorífica calculada como es un promedio de C calculado en el intervalo de temperatura ∆T y que el valor exacto para unatemperatura dada sería

El valor de la capacidad calorífica, además de depender de la temperatura, también depende de las condiciones en que fue medida ya sea a presión P o volumen V constantes por lo que esto debe ser aclarado mediante un sub índice como CP o CV que representan a la capacidad calorífica a presión y volumen constante respectivamente.

ACTIVIDADES:

1. Armar el equipocorrespondiente.
2. Realizar el experimento y obtener los datos de temperatura.
3. Pesar el aluminio.
4. Realizar todos los cálculos con unidades.
5. Con los resultados de la capacidad calorífica experimental y los bibliográficos, obtener los porcientos de error.
6. Construir la gráfica de CP contra temperatura.


DESARROLLO EXPERIMENTAL:

1. Armar el equipo con el material...