Bioingenieria

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA ACADEMIA DE INGENIERIA BASICA

LABORATORIO DE BIOINGENIERIA UNIDAD 1. PROPIEDADES TERMODINAMICAS Y ANALISIS DE SISTEMAS PRACTICA 1 DETERMINACION DE LA CAPACIDAD CALORIFICA I. INTRODUCCION Dos líquidos pueden en un momento dado tener la misma temperatura y sin embargo haberrecibido cantidades diferentes de calor ya sea porque absorben calor en diferentes proporciones, por su naturaleza molecular o porque hay diferentes cantidades del mismo líquido. La cantidad de calor que recibe un líquido es directamente proporcional al tiempo que permanece en contacto con la fuente de calor. La Capacidad Calorífica de un cuerpo es la razón de la cantidad de calor que se le cede adicho cuerpo en una transformación cualquiera con la correspondiente variación de temperatura. La Capacidad Calorífica depende de la masa del cuerpo, de su composición química, de su estado termodinámico y del tipo de transformación durante la cual se le cede el calor. Cuando un sistema con una masa m1, se pone en contacto con un sistema con una masa m2, donde m1> m2, que está a diferentetemperatura, fluye calor entre ellos hasta alcanzar una temperatura de equilibrio próxima a la del sistema de masa mayor; se dice entonces que una cantidad de calor ∆Q se transfiere desde el sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura: La cantidad de calor ∆Q transferida es proporcional al cambio de temperatura ∆T. La constante de proporcionalidad C, se denomina capacidad calorífica delsistema. Así pues, ∆Q = C·∆T. Entonces, la capacidad calorífica de un material es la razón:
∆Q C ═ ------∆T

ec. (1)

Donde ∆Q es el calor cedido al material para elevar su temperatura en: ∆T = Tf – T1. La ec. (1) no depende de la masa del material con la que se trabaje. Definimos el calor específico de un material como: la capacidad calorífica por unidad de masa del material:

∆Q Ce ═--------ec. (2) m·∆T El calorímetro. Un calorímetro es un aparato usado para medir la cantidad de calor que ha sido transferida en un proceso determinado. Su diseño varía desde aparatos básicos a muy elaborados. Básicamente, para la construcción de un calorímetro se necesitan tres cosas: 1. Un recipiente de un material conocido que absorba calor eficientemente. 2. Un medidor de temperatura (termómetro)3. Un material para aislar térmicamente el recipiente de su entorno (atmosfera ambiente) y así evitar intercambio de calor. Calorímetros bien adaptados incluyen agitadores para asegurar temperatura constante en todo el sistema, termómetros de alta precisión ( 0.1°), material aislante térmico altamente efectivo y un contenedor. En esta práctica usaremos equipo sencillo que conlleva a un margen deerror en los experimentos, pero que servirá para ilustrar los principios de calorimetría involucrados. Para iniciar una medida calorimétrica, es necesario calibrar el calorímetro, es decir, determinar exactamente la cantidad de calor adicionado que provoca un determinado aumento de su temperatura. Para determinar la capacidad calorífica utilizaremos el agua como medio a estudiar debido a suscaracterísticas únicas, que dan lugar a importantes aplicaciones e implicaciones medioambientales. . II. GUIA A REALIZAR ANTES DE LA PRACTICA Investigar: 1. ¿Qué es calorimetría? 2. ¿Qué es un calorímetro y para qué se utiliza? 3. ¿En qué consiste el método de mezclas? 4. ¿Qué es una caloría, mencione las unidades que tiene en el sistema internacional? 5. Investiga ¿Cual es la capacidad calorífica delagua, con sus unidades en el sistema internacional? 6. Investiga la capacidad calorífica de algunos productos biológicos ( que se trabajen en el laboratorio indicados por el profesor) 7. ¿Cómo se calcula el % de error en un experimento? III. OBJETIVOS OBETIVO GENERAL Determinar la capacidad calorífica mediante un calorímetro sencillo.

OBJETIVO PARTICULAR Usar el principio de la conservación de...