Energies en un procés termodinàmic

Objectiu
Calcular l’energia que obtenim en cremar un combustible determinat i analitzar quina part d’aquesta energia s’utilitza per escalfar l’aigua o el vidre i quina es transfereix a l’entorn dellaboratori.

Material

- 1 vas de precipitats de 250 ml
- Fogonet de butà petit
- Trípode i reixeta per escalfar
- Termòmetre
- Proveta de 250ml
- Aigua destil•lada
- Balança

Procediment- Mesureu la massa inicial del fogonet i anoteu-la. (minicial fogó)

- Mesureu la massa del vas de precipitats i anoteu-la. (mvas)

- Amb l’ajuda d’una proveta, mesureu 200 ml d’aiguadestil•lada.

- Aboqueu els 200ml d’aigua al vas de precipitats i mesureu la massa

- Mesureu la temperatura, que suposem que és la mateixa que la del vidre, i anoteu-la.

- Escalfeu el recipient amb aiguafins a 50ºC aproximadament i anoteu la temperatura final.

- Durant el procés d’escalfament, cal agitar una mica la mescla per homogeneïtzar-ne el contingut.

- Mesureu la calor guanyada perl’aigua i pel vidre. Apliqueu l’expressió:
Q = m•c•∆T

Aigua: Q’ = maigua•4,186kJ/(kg•K)•∆T =

Vidre: Q’’ = mvidre•0,84kJ/(kg•K)•∆T =

Total: Q1 = Q’ + Q’’


- Mesureu la massa final del fogonet.(mfinal fogó)

- Calculeu la calor emesa pel fogonet. Si suposeu que el gas de la bomba és butà, obtindreu:

C4H10 + 6,5 O2  4 CO2 + 5 H2O

∆Hºf (CO2) = -393,5 kJ/mol
∆Hºf (H2O) = 187,6kJ/mol
∆Hºf (C4H10) = -124,7 kJ/mol

∆Hr = (4∆Hºf(CO2) + 5∆Hºf (H2O) - ∆Hºf (C4H10) )




Q2 = (minicial fogó – mfinal fogò) • 1 mol C4H10 • ∆Hr =58g C4H10 1 mol C4H10




- Mesureu la calor que ha passat a l’entorn, es a dir, la calor que no ha contribuït a escalfar ni el vidre ni l’aigua.

Qperduda =Q1 – Q2


Anàlisi de resultats

- Què significa que la calor específica de l’aigua és més gran que la del vidre? Que es necessita més calor per augmentar la temperatura a la unitat de massa...