Entropia

DETERMINACIÓN DE TÉRMICA DE SÓLIDOS
1. OBJETIVO

LA

CAPACIDAD

Determinación de la capacidad térmica de sólidos; por ejemplo: aluminio, acero, etc. 2. MATERIALES - Calorímetro Joule. - Balanza (precisión : de 0 g a 100 g: 0,5 g; de 100 g a 2000 g: 1 g). - Termómetros de mercurio Escala -10 ºC a 110 ºC, precisión: 0,5 ºC. Escala -10 ºC a 52 ºC, precisión: 0,05 ºC. - Probeta (escala 10 ml a100 ml, precisión: 1 ml). - Mechero. - Soporte con aros. - Rejilla. - Vasos de precipitados. - Muestra del solido a medir. 3. PROCEDIMIENTO Comentario: No se utiliza la resistencia del calorímetro para calentar el agua dado que el calentamiento es muy lento, aunque quizás de esta forma se consiguiese una mayor homogeneidad en la temperatura del sistema. Se puede estimar que se necesitanaproximadamente 30 W para que el tiempo sea menor de 10 minutos. 3.1. Se mide con la probeta el volumen de agua necesario para cubrir completamente el cuerpo en el calorímetro. 3.2. Se miden con la balanza las masas del sólido y del agua, asegurándose de que el sólido no tiene partículas adheridas ni gotas de agua. Para medir la masa del agua que se va a utilizar durante la experiencia, se mideanteriormente la masa del vaso de precipitados donde se va a calentar aquella, añadiéndole a continuación toda el agua y midiendo la masa del conjunto. La diferencia de los dos valores da la masa de agua. 3.3. a) Se calienta el agua en un vaso, utilizando el soporte con los dos aros, hasta una temperatura de aproximadamente 50 ºC, pues esta temperatura provoca un salto térmico razonable sin excesivaspérdidas de calor por las paredes.

Mientras tanto, se mantiene el sólido sumergido en otro vaso con agua (o con hielo y agua para conseguir un mayor salto térmico) cubriéndolo completamente, para mantener su temperatura homogénea e igual a la del agua que lo cubre. 3.4. a) Se realiza la mezcla térmica del sólido y el agua en el calorímetro: Se introduce el agua caliente en el calorímetro, tapándolobien para minimizar las pérdidas de calor, sobre todo por la tapa, y se espera unos minutos hasta que la temperatura permanezca constante. Es fundamental asegurarse de la homogeneidad de la temperatura, pues una pequeña diferencia en la temperatura medida afecta enormemente al resultado final. A esta temperatura la denominamos T0 H . Una vez atemperado, se mide la temperatura del agua en la queestaba introducida la muestra de metal ( T0sólido ) y secándola sin frotarla, se introduce rápidamente en el interior del calorímetro para influir lo menos posible en la temperatura del sistema. Se espera hasta que se consigue la temperatura de equilibrio entre el agua y la muestra dentro del calorímetro. Durante el proceso de atemperamiento hay que asegurarse de que las pérdidas sean mínimas . Cuandola temperatura del termómetro se estabiliza por completo se mide y se obtiene la llamada Tf . 3.3. b) Se calienta el cuerpo cubierto de agua en el vaso de precipitados hasta la temperatura de ebullición (para provocar un mayor salto térmico). Mientras se mantiene el agua con la que se realizará la mezcla térmica en el calorímetro. 3.4. b) Se realiza la mezcla térmica del sólido y el agua en elcalorímetro: Para ello se extrae el sólido caliente usando una pinza y se introduce con rapidez en el calorímetro. La temperatura que tiene el sólido antes de introducirlo en el calorímetro es T0sólido . La temperatura del agua antes de realizarse la mezcla térmica es T0 H (despreciando pérdidas de calor) es Tf . Se deben tener en cuenta identicas precauciones que en 3.3. a) ; asegurarse de que latapadera de calorímetro ajuste lo mejor posible y de que la Tf corresponda a la temperatura de equilibrio final, ya que si nos apresuramos midiendo el proceso de intercambio de calor entre ambos sistemas podría no haber finalizado.
2O 2O

. La temperatura de equilibrio final

Tapa de plástico

Termómetro de mercurio Agua cubriendo por completo el sólido Sólido cuya capacidad térmica...