Pr Ctica 2


PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS MEDIOS MATERIALES.

El principal objetivo de esta práctica es conocer las propiedades de los materiales con los que vamos a trabajar; cobre, plomo, agua, hielo y el calorímetro. Estas propiedades las vamos a conocer mediante un proceso denominado calorimetría, en el que inicialmente se añade una cantidad específica de agua a unatemperatura determinada, y a continuación el material del que queremos conocer sus propiedades (capacidad específica del cobre y del plomo, calor latente de fusión del hielo, capacidad calorífica del calorímetro…)

1. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE UN CALORÍMETRO
Procedimiento:
Lo primero que se hace es pesar el calorímetro vacío (308 gramos); una vez pesado añadimos aproximadamente 100gramos de agua a temperatura ambiente, y volvemos a pesar el calorímetro. La diferencia entre la masa del calorímetro con agua y la del calorímetro vacío será la masa de agua que hayamos colocado dentro (Δm=100 gramos).
A continuación, dejamos que la temperatura se estabilice; cuando esto ocurra, medir la temperatura del agua (temperatura ambiente del agua = 22,3oC)
Se echa agua en el interior delcalentador eléctrico y se espera hasta que esta se caliente. Una vez calentada, verter unos 50 gramos de agua caliente en un vaso y medir su temperatura; contar un valor de temperatura comprendido entre 50 y 60 grados centígrados: (temperatura del agua caliente = 54.1oC)


Tiempo (s)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
Temperatura (oC)
32,7
32,6
32,4
32,4
32,4
32,4
32,3
32,3
32,3
32,3
32,3
32,3Tiempo (s)
180
195
210
225
240
255
270
285
300
315
330
345
Temperatura (oC)
32,2
32,2
32,2
32,2
32,1
32,1
32,1
32,0
32,0
32,0
32,0
32,0
Añadir rápidamente el agua caliente del vaso al calorímetro que contiene el agua a temperatura ambiente (para evitar cualquier variación de temperatura) y anotar el valor de la temperatura cada 15 segundos hasta que se estabilice (unos 5 minutos).


A partir de losdatos que se observan en la tabla, realizamos una gráfica sobre la evolución tiempo-temperatura.









En la gráfica anterior, se observa la evolución de la temperatura del agua en el calorímetro con respecto al tiempo. La temperatura del agua disminuye bruscamente hasta quedarse unos 45 segundos constante a 32,4 ºC. Sigue disminuyendo hasta, otra vez, quedarse constante a 32,3ºC. Y asísucesivamente hasta finalmente quedarse constante a 32ºC.

Volver a pesar el calorímetro y calcular la diferencia entre el valor del peso de calorímetro medido y el peso del calorímetro obtenido anteriormente (antes de echar el agua caliente), obteniendo así la masa de agua caliente vertida (m2 = 52g)

Con los datos obtenidos, calcular la capacidad calorífica (Cc) del calorímetro.

Masa (g)Calorímetro
308
Agua a temp. ambiente
100
Agua caliente
52


Para determinar la capacidad calorimétrica se emplea la siguiente fórmula:
Cc = cagua
Cc = 1









2. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE CUERPOS SÓLIDOS

Procedimiento:
Se vacía el agua del calorímetro de la práctica anterior y le añadimos aguaa temperatura ambiente. Se pesa de nuevo el calorímetro con el agua en su interior, y se obtiene la masa del agua que se ha añadido como la diferencia de peso antes y después del llenado (Δm=101 gramos).
Se mide la temperatura ambiente hasta que las temperaturas del agua y del calorímetro se hallen en equilibrio (21,3oC).
Mientras un compañero realiza dicha preparación, el otro se acerca alhorno calefactor (enchufado con anterioridad, pues las muestras sólidas deben permanecer en el horno unos 10 minutos) a una temperatura determinada. Los sólidos deben mantenerse dentro del horno varios minutos para que su temperatura se iguale con la temperatura a la que se encuentra el horno.
Obtener la temperatura a la que se encuentra el horno calefactor (proporcionada por el profesor = 97oC)....