Determinación de la capacidad calorífica de un calorímetro a presión constante

Determinación del calor específico

2. Resumen

El tema principal del laboratorio fue determinar la capacidad calorífica y el calor específico mediante fórmulas y conocimientos de calorimetría adquiridos en clase. Los principales objetivos fueron determinar la capacidad calorífica de un calorímetro a presión constante y el calor específico del aluminio. El experimento se realizó variandolas temperaturas del agua (para el caso de la capacidad calorífica del calorímetro) y del aluminio (para el caso del calor específico del aluminio); registrando estos datos, más las masas en cada caso, pudimos hallar los objetivos, bajo la condición de sistema adiabático (termo) donde el calor absorbido (qabs) más el calor liberado (qlib) son iguales a cero. Los resultados generales fueronCcalorímetro = 86.14J/ºC y calumino = 1.09J/gºC, que comparados con los valores reales y con la relación de Dulong y Petit, tuvieron un error porcentual de 15,4. Estos resultados fueron aceptables para las condiciones de trabajo, dado que la estimación de la capacidad calorífica y calor específico se realizó mediante muchas mediciones (masas, temperaturas) que por ser imprecisas inducen al error. En esteexperimento mejoramos nuestra comprensión sobre el principio de la calorimetría al reconocer bien los conceptos de calor liberado y el calor absorbido, además de precisión al registrar los datos.

3. Introducción

En esta sesión de laboratorio determinaremos experimentalmente los valores numéricos de la capacidad calorífica de un calorímetro a presión constante (utilizado para determinar loscambios de calor en una gran cantidad de reacciones, considerando el calorímetro como un sistema aislado1) y el calor específico del aluminio, con los conocimientos de calorimetría adquiridos en clase y siguiendo los pasos de la guía. El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia12, y lacapacidad calorífica de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la sustancia3. El experimento se da en sistema aislado (adiabático) donde no se pierda calor dentro del sistema. Además sabemos que el calor es igual al producto de la masa, calor específico y variación de temperatura. El laboratorio se dividió en dosetapas: en la primera, hallamos la capacidad calorífica del calorímetro N°20, tomando dos muestras de 50ml da agua destilada a diferentes temperaturas y usando los conceptos de que los calores liberados y absorbidos dentro de un sistema adiabático son nulos; en la segunda etapa, usando el dato hallado (capacidad calorífica del calorímetro), mezclamos dentro del calorímetro una muestra de 100ml deagua destilada y 10g de aluminio a diferentes temperaturas y usando una vez más los conceptos de calor absorbido y liberado dentro del sistema mencionado (termo), hallamos el calor específico del aluminio.

4. Objetivos

Los objetivos principales de este laboratorio fueron hallar la capacidad calorífica del calorímetro N° 20 y el calor específico del aluminio.
Para hallar ambos resultadosdebimos utilizar el principio de la calorimetría, fue importante conocer bien este tema y reconocer cada una de sus etapas, aparte de manejar adecuadamente los datos para que los resultados no sean incoherentes.
Primero es necesario hallar la capacidad calorífica del calorímetro con el que vamos a trabajar, esto lo hallaremos mezclando agua destilada de diferentes temperaturas. Luego para llegar aconocer el calor específico del aluminio, se debe usar la capacidad calorífica del calorímetro hallado en la primera etapa, mezclar dentro de él cantidades de aluminio y agua, y registrar la variación de su temperatura.

5. Método

Instrumentos y materiales usados durante la sesión:

-Probeta de 100ml
-Cilindros de 100ml y 500ml
-2 Termómetro
-Calorímetro (termo)
-Tubo de ensayo...