informe laboratorio calorimetria






UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE

FACULTAD DE INGENIERÍA
Departamento de Física
Cátedra Física 2

Modulo: Susana Ramos

1º Cuatrimestre 2013


INFORME DE LABORATORIO:
Calorimetría








Alumno/a
Legajo Nº
Martin Rouret
Noelia Ojeda
ING-2626
ING-1598
Juan Reyes
ING-2196
Henry Iturburu
ING-1605Experiencia I

Objetivos
1. Determinar el equivalente en agua de un calorímetro.
2. Determinar el calor específico de un metal.
3. Comparar el valor obtenido con el de una tabla.


Material e instrumental utilizado




Se cuenta además con un cronómetro, una balanza y un calibre.

Especificaciones:
El cronómetro trabaja con una precisión de centésimas de segundos; la balanza mide enmiligramos; y la precisión del calibre es de milímetros



Descripción del procedimiento (equivalente en agua de un calorímetro)

1. Se coloca agua fría en el calorímetro y se espera a que el sistema calorímetro-agua llegue al equilibrio térmico.
2. Se mide la temperatura del sistema.
3. Luego se pesa la masa de agua fría.
4. En otro recipiente, se calienta agua a una temperatura menor que lade ebullición.
5. Se coloca el agua caliente al calorímetro y se pesa el nuevo sistema.
6. Se tapa el recipiente y se toma la temperatura del nuevo sistema.
7. Transcurrido un tiempo se mide la temperatura del sistema (agua fría - agua caliente – calorímetro) estimando que se alcanzó el equilibrio térmico.
Introducción teórica
Marco Teórico
Experimentalmente se conoce que la cantidad decalor (energía calorífica) absorbida o cedida por un cuerpo es proporcional a su masa , a la variación de temperatura que experimenta el cuerpo y también al calor específico de cuerpo, es decir a la cantidad de calor necesaria para incrementar 1ºC la temperatura de 1 g de dicha sustancia. Todo esto se relaciona con la siguiente expresión:

Hipótesis Simplificativas
El proceso se consideraráadiabático (no intercambia calor con el medio ambiente). No se tendrán en cuenta las pérdidas de calor por convección, conducción y radiación en las paredes del calorímetro.

Modelo físico-matemático

Como asumimos que nuestro sistema es adiabático, se tiene que:


Sabemos por marco teórico que:

Entonces si reemplazamos (2) en la ecuación (1), obtenemos lo siguiente:




Dónde:Análisis de incertezas - Resultados

Para el cálculo de propagación de incertezas, se tiene una sola variable medida en forma directa, la masa del agua fría (maf) y del agua caliente (mac). La incerteza de la misma corresponde a la apreciación de la balanza. Luego





Entonces




Descripción del procedimiento (Calor específico de un metal)

1. Se coloca agua fría en elvaso de precipitado y se mide la masa.
2. Se traslada el agua fría del vaso de precipitado al calorímetro y se espera que el sistema llegue al equilibrio térmico.
3. Se mide la temperatura del sistema.
4. Por otro lado, se mide la masa del cobre.
5. En otro vaso de precipitado, se coloca agua, la masa de cobre y se calienta el sistema.
6. Se mide la temperatura delsistema agua caliente-metal.
7. Se traslada la masa de cobre al calorímetro y se cierra.
8. Se mide la temperatura del sistema en equilibrio.


Marco teorico:
La cantidad de calor Q necesaria para elevar la temperatura de una masa m de cierto material de T1 a T2 es proporcional al cambio de temperatura ∆T = T2 – T1 y a la masa m del material.


Donde Ce es el calor específico que varía segúnlos materiales.

Modelo físico matemático:
Como asumimos que nuestro sistema es adiabático, se tiene que:



Sabemos que:

Entonces si reemplazamos (2) en la ecuación (1), obtenemos lo siguiente:






Siendo:
: Temperatura del metal (agua caliente)
: Equivalente en agua del calorímetro.
: Masa del metal.
: Temperatura de equilibrio.
: Temperatura del agua fría.
: Calor...