Previo 4 Termodinamica

Capacidad térmica específica de metales

1. Explique en qué consiste la técnica llamada calorimetría.
Es una técnica de análisis térmico que permite medir los cambios energéticos de una sustancia en presencia de un material de referencia. Se aplica en casos como el estudio de polímeros, de productos farmacéuticos y de alimentos.
Mediante la calorimetría se puede medir el calor en unareacción química o un cambio físico usando un instrumento llamado calorímetro. Pero también se puede emplear un modo indirecto calculando el calor que los organismos vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxígeno.
Donde
ΔU = cambio de energía interna
Como la presión no se mantiene constante, el calor medido norepresenta el cambio de entalpía.
2. ¿En que unidades puede ser expresada la capacidad térmica específica?
El calor específico, capacidad calorífica específica o capacidad térmica específica, c, de una sustancia es la cantidad de calor intercambiada por unidad de masa de dicha sustancia al incrementarse un grado su temperatura
En el Sistema Internacional de Unidades el calor específico se expresaen julios por kilogramo kelvin, cuya notación es:


3. Escriba la relación matemática que se utiliza para cuantificar el calor específico.


Donde C es la capacidad calorífica o térmica, dQ el calor que es necesario suministrar para incrementar la temperatura en dT.




4. Investigue en la literatura la capacidad térmica específica de las siguientes sustancias en (cal/gΔ°C) y(kJ/kgΔ°C).
Sustancia cal/gΔ°C kJ/kgΔ°C
Titanio
Cobre 0.386 24.5
Antimonio
Hielo 2.05 36.9
Constantán
Sulfato de sodio
Carbonato de calcio
Azufre 73
Agua 4.186 75.2
Molibdeno
Estaño 21
Formaldehido

5. Acerca de la parafina: ¿qué es?, ¿cómo se obtiene?, ¿para qué se usa?
¿Qué es?
Parafina es el nombre común de un grupo de hidrocarburos alcanos de fórmula generalCnH2n+2, donde n es el número de átomos de carbono. La molécula simple de la parafina proviene del metano, CH4, un gas a temperatura ambiente; en cambio, los miembros más pesados de la serie, como el octano C8H18, se presentan como líquidos. Las formas sólidas de parafina, llamadas cera de parafina, provienen de las moléculas más pesadas C20 a C40. La parafina fue identificada por Carl Reichenbach enesta forma, en 1830.
¿Cómo se obtiene?
Generalmente se obtiene del petróleo, de los esquistos bituminosos o del carbón. El proceso comienza con una destilación a temperatura elevada, para obtener aceites pesados, de los que por enfriamiento a 0° C, cristaliza la parafina, la cual es separada mediante filtración o centrifugación. El producto se purifica mediante re cristalizaciones, lavadosácidos y alcalinos y decoloración. Las refinerías de petróleo normalmente producen parafina.
¿Para qué se usa?
La cera pura de parafina es un muy buen aislante eléctrico, es un material excelente para almacenar calor, se expande considerablemente cuando se derrite, y ello se utiliza en la fabricación de termostatos para uso industrial o doméstico y especialmente en automóviles.
Para preparar losmoldes para fundir piezas de metal y otros materiales, se usan "cubiertas de cera para fundición", en las cuales la parafina es combinada con otros materiales para obtener las propiedades deseadas. En general no se utiliza para hacer los moldes o modelos originales para fundición, pues es relativamente frágil a temperatura ambiente y no puede ser tallada en frío sin que se produzcan fracturas. Lasceras suaves, flexibles tales como la cera de abejas son preferidas para estos propósitos.
En aplicaciones industriales, es práctica común modificar las características cristalinas de la cera de parafina, lo cual se consigue agregando algunas cadenas laterales a la cadena de carbón de la parafina. La modificación se realiza generalmente con aditivos, tales como goma EVA, cera micro cristalina,...