calor especifico

UTEC

Laboratorio de Física I

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 02
CALOR ESPECIFICO, TEMPERATURA DE CUERPOS INCANDESCENTES Y
GASES IDEALES.
1. OBJETIVOS
1) Determinar el calor específico de un cuerpo sólido por el método de las mezclas
2) Determinar la temperatura de un cuerpo incandescente (al rojo vivo), cuyo calor
especifico es conocido, usando el método de las mezclas
3) Verificar la Leyde Boyle de los gases ideales
4) Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales y
realizar un análisis gráfico utilizando como herramienta el software
5) Utilizar el software para la verificación de parámetros estadísticos respecto a la
información registrada.
2. MATERIALES
-

Computadora con programa LOGGER PRO instalado
Interfase Vernier
Sensor depresión absoluta
Sensor de temperatura
Jeringa
Sensor de temperatura
Balanza
Calorímetro
Cuerpo metálicos problema
Probeta graduada
Pedazo de cobre
Probeta graduada
Vaso precipitados 250 ml
Matraz 50 ml
Fuente de calor
Agitador.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. Método de las mezclas.
El método más común usado en la determinación de cambios de calor es el
método de las mezclas, basado enel principio de la conservación de la energía, en el
cual dos o más sistemas que tienen temperaturas diferentes son puestos en contacto,
de tal forma que intercambien calor hasta que todos ellos adquieren la misma
temperatura (temperatura de equilibrio). Como un resultado del intercambio, los
cuerpos de más alta temperatura cederán calor a los cuerpos de temperatura mas
baja, de manera que lacantidad de calor perdido por algunos cuerpos es igual a la
cantidad de calor ganado por los otros.
Un cuerpo de masa M, cuyo calor especifico c se desea determinar es
calentado hasta alcanzar una temperatura T y luego introducido rápidamente a un
calorímetro de masa M c , y cuyo calor especifico c c el cual contiene en su interior una
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masa de agua MA , todos estos a una temperatura inicial T i . La mezcla alcanzara una
temperatura intermedia de equilibrio T Eq .
Aplicando el principio de conservación de la energía tendremos que el calor
perdido por el cuerpo debe ser igual al calor absorbido por el agua, el calorímetro y el
termómetro.
Esto es:
M c (T – T Eq ) = M A c A (T Eq – T i ) + M C c C (T Eq – T i )
CUERPO

AGUA

(2)CALORIMETRO

De donde:

c=

(M A c A + M C cC )(TEq − Ti )
M (T − TEq )

(3)

Que nos determina el calor específico c del cuerpo. Este es el fundamento del
método de las mezclas. Es necesario observar que este método solo conduce a la
determinación del calor específico promedio en un intervalo de temperaturas un poco
amplio.
El calorímetro que usaremos esta cubierto de una envolturade material
térmicamente aislante para minimizar tanto la perdida como la absorción de calor,
pero no elimina este factor completamente ya que es prácticamente imposible aislar
cualquier sistema del medio que lo rodea y eliminar un intercambio de calor.
El equivalente en agua es un término frecuentemente en calorimetría. Es la
masa de agua que requiere la misma cantidad de calor para aumentarsu
temperatura en un grado como el que se requiere para aumentar la temperatura del
cuerpo en un grado. El equivalente del agua es el producto de la masa de un cuerpo
y la capacidad térmica del material del cuerpo.
3.2. La termodinámica
La termodinámica es una ciencia experimental que estudia los cambios
producidos en un sistema por el intercambio de calor. En ella se mide magnitudesmacroscópicas como la presión el volumen y la temperatura, sin importarle la
causa microscópica de los fenómenos observados.
A pesar que los sistemas térmicos resultan ser muy complejos, la termodinámica ha
tenido gran éxito en resumir estas observaciones en algunas sencillas leyes muy
generales para dar una explicación a los fenómenos de origen térmico.
Existe una teoría microscópica de los...