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Determinación del Calor Especifico

Introducción

Este experimento parte del hecho de que si transferimos la misma cantidad de energía en forma de calor a diferentes materiales de la misma masa, el cambio de temperatura es diferente en cada material, es decir los cambios observados en cada material dependen de su capacidad calorífica. Si tomamos el agua como sustancia de referencia(ce=1.0cal/g·0C)), podremos saber el calor específico de otro material, al colocarlos en contacto térmico. El calor específico (Ce) es la cantidad de calor, en Joules o calorías, requerido para elevar la temperatura 1.00C a 1.0gr de material, es decir,
eQcmT=Δ

donde Q es la energía en forma de calor transferida, m es la masa del material y TΔes el cambio de temperatura.En calorimetría se utiliza el calorímetro para aislar los materiales que serán puestos en contacto térmico y al medir masas y cambios de temperatura se puede determinar el calor específico de un material. Partiendo de un análisis de las transferencias de energía en forma de calor que se presentan dentro del calorímetro, podremos determinar el calor específico. Por ejemplo si en este procesoestán involucrados tres materiales a, b y c, y si la energía en forma de calor que transfiere a es completamente absorbida por b y c entonces:
Energía cedida por a = Energía absorbida por b + Energía absorbida por c
Relación que podemos expresar como:
-Qa = Qb + Qc

que, haciendo uso de la primera ecuación, nos permite escribir:-macaΔTa = mbcbΔTb + mcccΔTc

De esta expresión podemos, midiendo las masas y los cambios en temperaturas, conocer alguno de los calores específicos cuando conocemos los dos restantes. En esta práctica primeramente determinaremos el calor específico del material del que está hecho el vaso interior del calorímetro (usualmente es de aluminio) suponiendo que conocemos su valor para el caso del agua. Enuna segunda fase determinaremos el calor específico de algún material sólido, conocidos los valores para el agua y el material del calorímetro, los cuales se obtendrán utilizando la última ecuación.

Procedimiento

Primera fase: Determinación del calor específico del calorímetro.
1. Mida la masa del vaso interior del calorímetro ( mc ).
2. Vierta en el calorímetro 20ml de agua ( m1 ) atemperatura ambiente.
3. Aísle (tape) el calorímetro y, pasado unos minutos, mida la temperatura de equilibrio ( Ti ) del sistema calorímetro-agua.
4. Usando la parrilla eléctrica, caliente 60ml de agua ( m2 ) y, una vez alcanzada una temperatura aproximada de 700C ( Ti’ ), viértala en el calorímetro procediendo a aislarlo.
5. Después de unos minutos, y una vez alcanzado el equilibrio térmico delsistema calorímetro-agua, mida la temperatura de equilibrio ( Tf ).
6. Comparta sus datos con los demás equipos, para que pueda llenar la tabla 1 y estar en condiciones de hacer estadística sobre las mediciones para obtener un mejor valor del calor específico del calorímetro.

El procedimiento anterior permite aplicar el concepto de equilibrio térmico, el cual fue resumido en la última ecuación. Yque al usarse en este caso, nos permite establecer que el calor específico del calorímetro está dado por

[pic]

|Equipo |Masa del |Masa del agua fría |
| |calorímetro | |
|1 |2.32cal/g°C | |
|2 |2.48 cal/g°C | |C = 2.4 cal/g°C

Consultas y preguntas

1. Consultar tabla de calores específicos de los elementos en:
http://site.ifrance.com/okapi/calor_especifico.htm
2. Para la determinación de calor especifico de un líquido consultar (video):
http://paidoteca.dgsca.unam.mx/neopaidoteca/acervos/area-exp/Practicas/vidcalespe.html
3. Consultar notas sobre teoría de errores en:...
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