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CAPACIDAD TÉRMICA ESPECÍFICA Y ENTALPIA DE VAPORIZACIÓN DEL AGUA
Objetivos
Determinar el valor de la capacidad térmica específica promedio del agua en el intervalo de temperaturas Tmedio = 80°C. Obtener el valor del cambio de entalpia durante la evaporación a presión constante del agua.
Bases teóricas
Energía
La energía que posee un sistema se puede definir como “La capacidad paraproducir un cambio”
La energía total de un sistema se puede determinar como la suma de las diferentes formas de energía que se presentan en él.
1.- Una energía macroscópica: la energía mecánica total E del sistema, esta energía se relaciona con la posición y el movimiento macroscópico del sistema en conjunto. La energía mecánica E es la suma de:
la energía cinética de traslación del centro de masamás la energía cinética rotacional respecto del centro de masa, así como... ... las energías potenciales relacionadas con la posición del centro de masa del sistema en el espacio, sea la energía gravitatoria u otras formas potenciales de energía (como la potencial eléctrica).
Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna manifestada en la variación del calor quepuede ser cedido o absorbido, se puede medir este cambio en la energía indirectamente por la variación de la temperatura de la sustancia.
La transferencia de energía a un sistema se lleva a cabo por medio de dos mecanismos o procesos: a) por transferencia de calor, provocada por una diferencia de temperaturas, y b) por vía del trabajo, provocada por fuerzas macroscópicas.
Al aumentar latemperatura de un sistema, sin que varíe nada más, aumenta su energía interna.
Laboratorio de Termodinámica
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Gerardo Pacheco H., Alejandro Rojas T., Agustín Hernández Q.
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Equilibrio Térmico
Cuando dos sistemas con diferente temperatura se ponen encontacto, luego de cierto
tiempo alcanzan la misma temperatura, se dice entonces que ambos sistemas se encuentran
en equilibrio térmico.
El calor es la energía que se transfiere de un sistema a otro debido a una diferencia
de temperaturas y se presenta como calor sensible o calor latente
La temperatura de un sistema generalmente aumenta cuando se le suministra energía
en forma de calor. Lacantidad de calor {Q} necesaria para elevar la temperatura de un
sistema es proporcional a la variación de temperatura y a la masa de la sustancia, esto es,
sin que haya cambio de fase en la sustancia. A esta manifestación de energía en forma de
calor se le conoce como CALOR SENSIBLE y se obtiene de la siguiente manera:
{ } ( ) i f f i Q mc T T
donde:
{iQf} = energía en forma de calor
m =masa
c = capacidad térmica específica
Ti = temperatura inicial
Tf = temperatura final.
Las unidades de la capacidad térmica específica son calorías entre gramos por
incremento de temperatura.
cal
c
g C
La capacidad térmica específica de una sustancia puede cuantificarse adecuadamente
calentando ésta última a una cierta temperatura, situándola en una cantidad agua, de masa ytemperatura conocidas, y midiendo su temperatura cuando llegue al equilibrio térmico. Si el
sistema está aislado térmicamente de su entorno, el calor que “sale” de la sustancia tiene
que ser igual al calor que “entra” en el agua y en el recipiente. Este procedimiento se
conoce como CALORIMETRÍA y el recipiente aislado que contiene el agua técnicamente
se conoce como calorímetro.
Calorímetro
Elcalorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor
“suministradas” o “recibidas” por los sistemas. Es decir, sirve para determinar la capacidad
térmica específica del sistema, así como para medir las cantidades de calor que “liberan” o
“absorben” los sistemas.
Laboratorio de Termodinámica
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