Calentamiento de un solido

Laboratorio2.doc Cátedras: Física II (Ing. Civil e Ing. Electromecánica) Tema : Primer Principio de la Termodinámica y Calorimetría Nombre del trabajo: CALORIMETRÍA Temas asociados: Medición de temperatura, capacidad calorífica y calor especifica, calor entregado y calor cedido, primer principio de la termodinámica, relación entre trabajo, calor y energía, equivalente mecánico del calor yequivalente térmico del trabajo. A.Objeto del trabajo: Determinar el equivalente en agua del calorímetro y el calor específico del agua. B.Fundamentos teóricos: El calor es una energía en tránsito que fluye de una parte de un sistema a otro, o de un sistema a otro, en virtud solamente de una diferencia de temperaturas. Cuando cesa la diferencia de temperaturas, cesa el flujo de calor. Al suministrarcalor a un gas se emplea parte de esta energía en dilatarlo y parte en aumentar la energía interna del gas (que para un gas perfecto equivale a aumentar su temperatura). En la vaporización de un líquido la temperatura y la presión permanecen constantes mientras se efectúa este proceso, y se observa que el líquido sigue recibiendo calor sin que aumente su temperatura, razón por la cual esta energía sellama calor latente de vaporización. Si al entregársele calor a un fluido éste varía su temperatura, esa energía se llamará calor sensible. En el siguiente esquema se observa el proceso de cesión de calor al hielo, al agua y al vapor de agua.

El calor, el trabajo y la energía son magnitudes que utilizan las mismas unidades. Algunas de ellas y sus equivalencias son: 1 kilocaloría = 1kcal = 1000calorías = 1000 cal. 1 cal. = 4,1858 joule 1 kcal = 426,9 kgm (kilográmetros)

1 joule = 1 watt * 1 segundo = 1 voltio *1 ampere * 1 segundo = 1newton * 1 metro En unidades inglesas también se utiliza como unidad de cantidad de calor la British Thermal Unit o BTU. Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua (454 gramos) en un grado Fahrenheit. Suequivalencia con la caloría es: 1 BTU = 252,042 cal C.Aparato empleado:

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El calorímetro de mezclas es un recipiente aislado térmicamente, que en el caso de los utilizados en el laboratorio tiene aproximadamente 1 litro de capacidad. Se llama de mezclas porque en su interior se mezclan el agua fría y el agua caliente, o el agua con el sólido a estudiar. Tanto alrededor, como en su fondo y en su tapa,tiene una cubierta de telgopor, fibra de vidrio, espuma de plástico o poliuretano que impide el flujo de calor hacia adentro o hacia fuera (recipiente adiabático). La tapa es removible para ingresar por ella el agua, o el sólido del cual quiere determinarse su calor específico. En su interior se encuentra una resistencia eléctrica, un agitador y un termómetro que salen al exterior por la taparemovible. El agitador sirve para lograr una buena mezcla del agua dentro del calorímetro ya que si no se mezclara, el agua quedaría estratificada a temperaturas levemente diferentes. En caso de que no exista el agitador, se podrá reemplazarlo agitando suavemente el recipiente a mano para lograr el mismo efecto. La resistencia eléctrica se encuentra en el medio del líquido para suministrar calor allíquido en caso de ser necesario. Sus 2 terminales eléctricos se encuentran en la tapa. En el siguiente esquema se observa un calorímetro de mezclas:

D.Desarrollo de la experiencia: Esta experiencia se divide en 2 partes. Primero se determina una constante propia del calorímetro (m3) y luego se procede al ensayo propiamente dicho, que es la determinación del cm. D.1.Determinación de la masa m3 Elcalorímetro de mezclas es un recipiente cerrado con paredes y tapas adiabáticas, es decir que impide el pasaje del calor hacia adentro o hacia fuera. Con este equipo pueden determinarse calores específicos de sólidos o líquidos, ya que ambos se mezclan con el agua que se encuentra dentro del recipiente. Dentro el calorímetro, no solamente absorbe calor el agua fría que se encuentra dentro del...