CALOR ESPEC FICO DE UN METAL

“CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL”
Ordaz Rodríguez S.B
Ruíz Alcántara A.V

Fecha: 29 de Abril del 2015

Resumen.
En esta experimentación lo que se realizó fue colocar dos metales diferentes en cada uno de los tubos de nuestro calorímetro con agua caliente y después de un rato los retiramos, se observó que la temperatura alcanzada de cada uno es distinta, ya que sus capacidades caloríficas sondistintas. La capacidad calorífica como se explicará a continuación es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura un grado celsius y difiere del calor específico por ser una propiedad característica de las sustancias y tomar en cuenta la masa de la sustancia. Se determinó la temperatura inicial en la cual se encontraban los metales Cu y Zn posteriormente de haber estado en un bañomaría. Las temperaturas resultantes fueron 758.89 y 472.045 como valor de la media.


Introducción. La capacidad calorífica (C) de un cuerpo se define como la cantidad de energía necesaria para elevar su temperatura un grado Celsius. La capacidad calorífica puede obtenerse de la siguiente expresión:
C =
Dónde:
C = capacidad calorífica.
Q = calor o energía necesaria para provocar un cambio.
T =variación de la temperatura.
Las unidades del SI para la capacidad calorífica son joule por kelvin (J/K), pero ésta también puede expresarse en J/°C, Kcal/°C, etcétera.
Tabla1. Valores de calor especifico y punto de fusión de algunos metales.
Metal
Calor específico
(cal/g °C)
Punto de fusión
(°C)
Fe
0.1070
1535.00
Ti
0.125
1668.00
Ni
0.1061
1453.00
Cu
0.0920
1083.00
Ag
0.0558
961.80
Zn
0.0922419.47
Pt
0.0324
1772.50
W
0.0317
3410.00

Se observa que la capacidad calorífica de un cuerpo no permite caracterizarlo ni identificar la sustancia de que está hecho. Por un 1 de un material tiene capacidad calorífica distinta que 5 g del mismo material o un gramo de otro totalmente distinto.
Se dice que el calor específico es la capacidad calorífica de una sustancia por unidad de masa.
Por tantoel calor específico de una sustancia es igual a la cantidad de calor que requiere una unidad de masa de la sustancia para que su temperatura se eleve en un grado.
Si Q es la cantidad de calor necesaria para producir un cambio de temperatura (T) en una sustancia de masa (m), el calor específico (c) se obtiene de la ecuación:
c =
La unidad de masa que conviene adoptar es el mol, de modo que alcalor necesario para elevar la temperatura de un mol de sustancia en un grado, se le llama capacidad calorífica de la sustancia.
En 1819 P. L. Dulong y A. T. Petit descubrieron que si se toma un gramo de dos sustancias distintas, cada una de ellas tiene un número distinto de átomos. Por tanto, la comparación entre los valores de sus calores específicos no se está haciendo equitativamente. A partirde sus resultados, que si en lugar de un gramo se toman muestras de cuerpos distintos que tengan el mismo número de átomos, entonces los calores específicos de todos ellos son iguales.
La similitud se puede explicar mediante la aplicación de la igualdad de la energía, a los átomos de los sólidos. Como en un mol hay Na átomos y cada uno tiene tres grados de libertad, un mol del sólido tiene 3Nagrados de libertad. A cada uno de estos grados se le asigna (de acuerdo con la ley clásica de la equipartición de la energía) una energía total promedio kT. De este modo la energía total interna es:
E = 3NakT .De la que se deduce un calor específico molar de 3R
k= Constante de Boltzmann.
T= Temperatura.
Na = Número de Avogadro.
En la ley de DP a temp. ambiente y presión cte. el producto de s* = 6.4cal/ °C mol.
Un ejemplo de aplicación de la ley de Dulong-Petit es:
Si 0.03 cal/g °C es el calor específico del Pb y PbO2 está formado por 86.6% de Pb.
PM= = 213. 33 g/mol.
PbO2
8g O = 51. 7 g Pb
= 4.13
(51.7)(4)= 206.8 g/mol.
Peso real 207.2 g/mol.
La ley de Dulong y Petit no es muy exacta y además no puede aplicarse a elementos de peso atómico bajo tal como el berilio, boro, carbono y...