Termodinamica

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil en Obras Civiles

CALORIMETRÍA
CALORIMETRÍA

Integrantes: Eduardo Matus Fuentes
Ignacio Morgado Reyes
Sergio Salgado Rojas
Víctor Vera Navarro
Profesora: Ivonne Álvarez Canales
Fecha de entrega: 16/05/12

Objetivos
* Determinar la capacidad calórica de un calorímetro.
*Encontrar el calor específico de distintas muestras metálicas.

Materiales a disposición:
* Calorímetro o termos
* Termómetro o sensor de temperatura
* Calefactor eléctrico o mechero de Bunsen
* Agitador
* Recipiente de Pyrex
* Balanza
* Muestras metálicas (cobre, bronce, plomo y aluminio)
* Interfase Pasco

Teoría:

Un calorímetro es un dispositivoadiabático, es decir, un sistema aislado que no permite intercambio de calor con sistemas externos.
Se entiende por capacidad calórica (ε) a la cantidad de calor necesario para variar en 1℃ la temperatura de un cuerpo.

Luego el calor especifico es la cantidad de calor necesario para variar en 1℃ la temperatura de 1 gr. de dicho cuerpo.

Finalmente, la cantidad de calor necesaria para elevar latemperatura de M gramos de un cuerpo es:

Usando la conservación de la energía se obtiene:

Experimento 1:

Procedimiento:

Se realiza un montaje similar al de la siguiente imagen:

En el cual se utilizan 2 calorímetros y la vara que se observa en la imagen corresponde al sensor de temperatura, el cual va conectado a la interfaz PASCO; la idea es determinar la masa de un calorímetrovacío ( Mcal). Llénelo con agua fría hasta aproximadamente un tercio de su capacidad y determine la masa del sistema (Mcal 1+agua fría). Caliente un poco de agua (con 20 ° C por encima de la temperatura ambiente será suficiente) y colóquela dentro de otro calorímetro. Análogamente a lo anterior, determine la masa de este sistema ( Mcal 2+agua caliente).
Mida la temperatura del agua en amboscalorímetros (recuerde tener siempre cerrada la tapa del calorímetro para reducir la interacción con el medio ambiente). Inmediatamente después de registradas las temperaturas, vierta el agua caliente dentro del calorímetro con agua fría y revuelva con el sensor de temperatura y mida la temperatura (T1) una vez que se haya logrado el equilibrio.
Repita el mismo procedimiento con distintas masas de agua adistintas temperaturas.

Calorímetros usados en esta experiencia.
Datos obtenidos:

Ensayo 1:
| Agua fría | Agua caliente | Mezcla |
Masa (gr) | 119.6 | 98.1 | 281.6 |
Temperatura (℃) | 18.4 | 89.1 | 46.8 |

Ensayo 2:
| Agua fría | Agua caliente | Mezcla |
Masa (gr) | 154.1 | 122.2 | 276.3 |
Temperatura (℃) | 19.4 | 86.2 | 46.4 |

Observaciones:
* En este experimentose utilizaron dos calorímetros de 9.5 gr. Y 8.5 gr. Uno para el agua fría y el otro para el agua caliente respectivamente.
* El calor especifico del agua utilizado en este experimento es 1cal/g℃
Análisis de datos:
Utilizando la teoría:

m1: masa del agua fría.
m2: masa del agua caliente.
T1: Temperatura del agua fría.
T2: Temperatura del agua caliente.
Tf: Temperatura de la mezclade agua.
ca: calor especifico del agua.
Luego ingresando los datos obtenidos del experimento 1 en la ecuación anterior despejamos la capacidad calórica (ε). Realizamos esto para los ensayos 1 y 2, y obtenemos los siguientes resultados:

Ensayo 1
Épsilon: 26.51 cal/gr℃
Ensayo 2
Épsilon: 26.03185 cal/gr℃
Experimento 2

Procedimiento:

Utilizando el mismo montaje del experimentoanterior se deberá determinar el calor específico de diversas muestras metálicas, para ello, use el calorímetro al cual le encontró su capacidad calórica y se procede a realizar el montaje que se muestra en la siguiente imagen:

Una vez más se debe colocar cierta cantidad de agua fría dentro del calorímetro determinando la masa del líquido ingresado al igual que su temperatura. Paralelamente,...