Determinacion Del Cp De Un Metal

DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL
2. 1. FUNDAMENTO TEORICO
La calorimetría en la medición de cambios de calor, depende de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica, los que se definen a continuación.
Calor específico de una sustancia es la cantidad calor que se requiere para elevar en 1°C la temperatura de 1 gramo de sustancia.
Capacidadcalorífica de una sustancia es la cantidad calor que se requiere para elevar en 1°C la temperatura de una sustancia dada.
Si se conocen el calor especifico y la cantidad de una sustancia, midiendo el cambio de temperatura (DT) de la muestra se puede calcular la cantidad de calor que ha sido absorbido según la ecuación:
q = m*Cp*(Tfinal – Tinicial) 2.1
El calor es positivo cuando el proceso esendotérmico y se absorbe calor y negativo cuando el proceso es exotérmico y se libera calor.
Para las mediciones se utilizará un calorímetro a presión para lo cual primero se requiere conocer la capacidad calorífica del recipiente así como el cambio de temperatura de la solución.
En este caso se utilizará un frasco Dewar como calorímetro el cual es completamente aislado, tiene las paredesgruesas y aisladas por lo cual no existe transferencia de calor ni materia hacia los alrededores, solo puede haber un poco de perdidas por la parte superior, lo cual se puede aislar con un tapón, pero sería difícil controlar la temperatura ya que prácticamente todo el termómetro queda inmerso.
BALANCE DE MASA Y ENERGIA PARA EL SISTEMA
Es necesario relaizar el balance de masa y energía para elsistema, tomar en cuenta que no existen perdidas de calor hacia el exterior y que la presión es constante.
Qsistema = Qperdido por el agua caliente + Qcalorímetro + Qganado por el agua fría
0 = m1*Cp*(Tf – T1) + K (Tf – T1) + m2*Cp*(Tf – T2)
0 = (K + m1*Cp)( Tf – T1) + m2*Cp*(Tf – T2) 2.2
A partir de la ecuación 2.2 despejamos K del calorímetro.
K = constante del calorímetro.
m1 = masa delagua caliente.
m2 = masa del agua fria
Cp = capacidad calorífica del agua que es función de la temperatura.
Tf = temperatura final del sistema, llamada también temperatura de equilibrio.
T1 = temperatura inicial del agua caliente.
T2 = temperatura inicial del agua fría.
En este caso K debe ser positiva ya que el Dewar esta ganando calor. K es la multiplicación de la masa del agua por sucapacidad calorífica y debe tener unidades de cal. Es muy posible encontrar también K en cal/°C en ese caso solo multiplicar por el DT. La K del calorímetro es diferente para cada calorímetro, aunque sean del mismo material y tamaño.
Para la parte II del experimento el balance de masa será el mismo solo que la transferencia de calor es entre el agua caliente y el metal, utilizamos la ec. 2.2 ycomo K es conocida despejamos el Cp del metal.
2. 2. OBJETIVOS
* Determinar la capacidad calorífica del calorímetro (constante K).
* Determinar el calor específico o capacidad calorífica especifica del metal.

2. 3. MATERIAL
* 1 frasco Dewar
* 1 termómetro
* 1 hornilla
* 1 varilla
* 1 vaso de precipitación de 500 ml
* 1 bureta de 50 ml

2. 4.REACTIVOS
* Agua
* Algún metal de peso = 100 g

2. 5. PROCEDIMIENTO
1. Llenamos el vaso de precipitación con 50 ml de agua fría ayudándonos con la bureta y lo colocamos en la hornilla para calentarlo a 50°C, luego lo vaciamos al Dewar y registramos la temperatura del agua dentro del Dewar, que era de 48°C.
2. Volvemos a medir 50 ml de agua fría y tomamos como dato latemperatura, que era de 20°C. Vaciamos el agua fría dentro del Dewar y registramos la temperatura final o de equilibrio, que era de 36°C.
3. Para la segunda parte, vaciamos el agua y medimos 100 ml de agua y la calentamos a 55°C, lo vaciamos al Dewar y registramos su temperatura, que era de 50°C.
4. Pesamos el metal dando como masa igual a 100,0935 g y tomamos su temperatura, que era de 20°C...