Analisis Funcional Orgánico

Universidad de Guanajuato

División de Ciencias Naturales y Exactas

Laboratorio de Fisicoquímica

Práctica # 6
Determinación del calor especifico

Objetivos: * Determinar fugas de energía calorífica.
* Determinar el calor específico de diferentes sustancias.

Introducción: Primeramente vemos que el concepto de calor es la transferencia de energía entrediferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, laconducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna.
Ahora bien la capacidad calorífica Es la cantidad de energíanecesaria para aumentar 1K la temperatura de una sustancia.
La Capacidad Calorífica © de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como un efecto de Inercia Térmica.
Está dada por la ecuación:
C = Q/T [J/K]
Donde C es la capacidad calorífica, Q esel calor y T la variación de temperatura.
El calor específico o capacidad calorífica específica, c, de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado:
En donde c es el calor específico, Q es la cantidad de calor, m la masa y ΔT la diferencia entre las temperaturas inicial y final.
Su unidad en el sistema SIes el julio por kilogramo y kelvin, cuya notación es J/(kg•K). También se usa bastante las unidad del sistema técnico, la kilocaloría por kilogramo y grado Celsius y su notación es: kcal/kgºC.
También existe la capacidad calorífica molar que se relaciona con el calor específico como:
De ahí se deduce una fórmula para el calor intercambiado dependiente del número de moles (n) en vez de la masa(m).
Su unidad en SI es el joule por mol y kelvin, cuya notación es J/(mol•K)

La capacidad calorífica específica de diversas sustancias se da en la siguiente tabla:

Sustancia C (cal/mol ºC)
Helio 2,98
Argón 2,98
Vapor de mercurio 3,01
Hidrógeno 4,88
Nitrógeno 4,95
Monóxdo de carbono 4,97
Oxígeno 5,00
Amoníaco 6,60
Metano 7,11


MaterialSustancias
Vasos de precipitados de 100 mL Agua destilada
Vasos de precipitados de 250 mL 2 objetos problema
Parrilla eléctrica
Termómetro digital
Termómetro de mercurio
Balanza analítica

Desarrollo experimental

PARTE I

1.- Medir dos muestras de agua corriente con un volumen de 50 mL cada una.
2.- A una de ellascalentar en una parrilla eléctrica a ebullición y la otra no (medir la temperatura de ambas muestras de agua).
3.- Mezclar ambas muestras de agua y registrar la temperatura máxima al momento del mezclado.
4.- Calcular las fugas de energía calorífica en el proceso.
5.- Repetir el procedimiento anterior, solo que ahora el mezclado se realizará en un calorímetro.

PARTE II

A)
1.- Colocar 150 mLde agua corriente en un vaso de precipitados de 250 mL.
2.- Introducir dentro del agua el material (previamente medir su masa) al cual se le va a determinar el calor específico.
3.-Calentar en parrilla eléctrica hasta ebullición.
4.- Sacar el objeto problema (¡CUIDADO!) y colocarlo en el interior de un segundo vaso de precipitado de 250 mL, en el cual se encuentran 150 mL de agua a temperatura...