Laboratorio De Fisica

CALORIMETRÍA
OBJETIVOS

Estudiar cómo está construido un calorímetro y sus propiedades.
Determinar experimentalmente el equivalente en agua del calorímetro.
Establecer experimentalmente la temperatura de equilibrio (final) de una mezcla, y el calor específico de un cuerpo.




MATERIALES Y MÉTODO
MATERIALES
Cantidad: Material:
1 Calorímetro
1 Termómetro
1 Balanza
1 Disco deamianto
1 Fuente de calor
1 Vaso de precipitados, 100ml
1 Vaso de precipitados, 250ml
1 Matraz Erlenmeyer, 100ml
1 Probeta graduada A=…100…ml
1 Pinza para vaso de precipitados
1 Grapas: acero, aluminio, cobre, vidrio.
Hilo
Agua

MÉTODO

Determinar el Equivalente en agua del calorímetro.

Introducir 75 ml (m1) de agua a temperatura ambiente al calorímetro, medir la temperatura(T1) después de 2 minutos.
Calentar 75 ml (m2) de agua hasta 60 ⁰C (T2).
Introducir rápidamente el agua caliente en el calorímetro, tapamos y agitamos.
Medimos la temperatura de la mezcla (T), cuando esta se estabiliza.



Según la ley fundamental del intercambio de calor se obtiene la ecuación:

m2.c_agua.(T-T2)+(m1+m_cal ).c_agua.(T-T1)=0 Ec: 3

Determinar m_cal que es elequivalente en agua del calorímetro.


TABLA 1

m1 T1 m2 T2 T m cal
g ⁰C g ⁰C ⁰C g

75

16
75
60
37
7.14


Mezcla 1

Introducir 50 ml (m1) de agua en el calorímetro, medimos la temperatura (T1).
Calentar en el vaso de precipitados grande, 100 ml (m2) de agua hasta 52 ⁰C aproximadamente, retiramos el vaso de precipitados y lo colocamos sobre el disco de amianto. Esperamos queel agua alcance los 50 ⁰C (T2).
Introducir el agua caliente en el calorímetro, tapamos y agitamos hasta que se alcance el equilibrio térmico (T).

TABLA 2


m1 T1 m2 T2 T m cal
g ⁰C g ⁰C ⁰C g

50

16
100
50
39
7.14


Mezcla 2

Introducir 140 ml (m1) de agua en el calorímetro, medir la temperatura (T1).
Determinar la masa de la grapa de acero (m2)
En el vaso deprecipitados grande introducir el cuerpo de prueba, suspendido de un hilo. Agregar agua hasta que cubra completamente el cuerpo y calentar hasta que el agua llegue al punto de ebullición (T2). Esperar un 2minutos.
Retirar el cuerpo y colocar en el calorímetro, tapar y agitar hasta que alcance el equilibrio térmico (T).
Repetir el proceso anterior para las grapas de aluminio y cobre.



TABLA 3Material m1 T1 m2 T2 T Mcal
g ⁰C g ⁰C ⁰C g
Acero 140 16 33 90 20 7.14
Aluminio 140 16 12 90 17 7.14
Cobre 140 16 37 90 20 7.14


TRABAJOS

Determine el equivalente en agua del calorímetro. Utilice la ecuación 3 y los datos de la Tabla 1

m2.c_agua.(T-T2)+(m1+m_cal ).c_agua.(T-T1)=0

m_cal= m2. c_agua .((T-T2))/((T1-T)) – m1

m_cal= 75*1.00*((37-60))/((16-37) )-75m_cal= 7.14 gr equivalente en agua del calorímetro

Calcule el calor cedido y el calor absorbido para la mezcla 1. Utilice los datos de la Tabla 2.


Cede:m2 ya que esta a mayor temperatura.
absorbe: m1 y m_cal ya que se encuentran a una menor temperatura.

Entonces:

Q_cedido+Q_absorbido=0

〖m2〗_(agua.) C_agua (T-T_2 )+[ 〖m1 〗_agua.C_agua (T- T_1 )+ m_(cal .) C_Cal ( T-T_1) ]= 0Calor cedido

Q_cedido=m2*C_h20*(T- T_(2 ))

Q_(cedido=) 0.1kg*4186 J/(Kg C^0 ) ( 39℃-50 ℃)

Q_(cedido=) - 4604.6 J

Calor absorbido

Q_absorbido=m1* C_h20 ( T-T1 )+ m_(cal .) C_Cal ( T-T_1)

Q_absorbido=0.05 Kg*4186 J/(Kg C^0 )*( 39℃-16℃ )+0.00714 kg*4186 ( 39℃-16℃ )

Q_absorbido= 4813.9 + 687.4

Q_absorbido= 5501.3 J

Mediante la ley fundamental del intercambio de calor,determine la temperatura de equilibrio (valor teórico) para la mezcla 1 Tabla 2, calcule el respectivo error porcentual de la medida experimental.


Q_cedido+ Q_absorbido=0

〖m2〗_(agua.) C_agua (T-T_2 )+[ 〖m1 〗_agua.C_agua (T- T_1 )+ m_(cal .) C_Cal ( T-T_1) ]= 0

0.1*4186 (T-50)+[0.05*4186 (T-16)+7.14 X 〖10〗^(-3)*4186 ( T-16)] = 0

418.6 T-20930+209.3T-3348.8+29.88T-478.08 = 0...