Calor Especifico

Introducción El objetivo de esta práctica consiste en la determinación del calor específico de diferentes sólidos. Fundamento teórico. Descripción del experimento En la práctica calcularemos el calor específico de tres sólidos distintos. Para ello mediremos el calor cedido por cada uno de los sólidos a una masa conocida de agua fría, en un calorímetro adiabático. Pero como el mismo calorímetrotambién absorbe calor, primero se determinará la capacidad calorífica del calorímetro. La capacidad calorífica del calorímetro se determinará mediante el método de mezclas, que es análogo al que luego aplicaremos para hallar el Cp de los distintos sólidos. Primeramente, metemos una cantidad de agua fría (mF) con una temperatura conocida (TF) en el calorímetro. Es conveniente agitar para que latemperatura de la mezcla sea homogénea. Simultáneamente, fuimos calentando cierta masa de agua (mC), hasta una temperatura cercana a 80 ºC (TC). Finalmente vertimos el agua caliente en el calorímetro, y medimos la temperatura de equilibrio de la mezcla final (TM). La capacidad calorífica del calorímetro obedece a la expresión siguiente: (1) A continuación, procedimos a la determinación del calorespecífico de los diferentes sólidos. Siguiendo un método análogo al anterior, introducimos una masa de agua (mf') a temperatura ambiente (TF'). Al mismo tiempo sumergimos en agua en ebullición uno de los sólidos de masa conocida (ms) hasta que se halla estabilizado la temperatura (Teb'). Entonces se introduce el sólido en el calorímetro lleno de agua a temperatura ambiente y se remueve la mezcla hastaque esta alcance una temperatura final homogénea (TM'). Finalmente obtenemos el calor específico de cada sólido sin más que aplicar la ecuación siguiente: (2) Este método se basa en el hecho de que en un recinto adiabático, considerando que el calorímetro lo sea, si dos cuerpos se encuentran a temperaturas diferentes el sistema evoluciona hasta que estas se igualan, de manera que el calor absorbidopor uno de ellos es siempre igual al cedido por el otro. Para calcular de que metales estaban compuestos cada uno de los sólidos utilizados, comparamos los resultados obtenidos con los tabulados. Por último comprobamos la ley de Dulong y Petit, según la cual las capacidades caloríficas atómicas de la mayoría de los elementos sólidos, a presión atmosférica y temperatura ordinaria (20ºC), sonsimilares. (3) Resultados experimentales Cálculo de la capacidad calorífica del calorímetro TC = ( 81,0 ± 0,5 ) ºC mF = ( 243,4 ± 0,1 ) gr. TF = ( 23,0 ± 0,5 ) ºC mC = ( 196,7 ± 0,1 ) gr. 1

TM = ( 46,0 ± 0,5 ) ºC Interpolación: Cp(H2O, 40ºC) = 4,1785 J/g.K Cp(H2O, 46 ºC) = 4,1798 J/g.K = 1,0032 cal/gr.ºC Cp(H2O, 50ºC) = 4,1806 J/g.K C = 56,1051 cal/ºC Cálculo del calor específico de los distintossólidos 1) Pequeño dorado: Cp(H2O)=1,00320 ± 8 ×10−5 cal/gr.ºC mS = ( 90,7 ± 0,1) gr.

m'F = (236,8 ± 0,1 ) gr. T'F = (22,5 ± 0,5 ) ºC T'eb = ( 98,5 ± 0,5 ) ºC. T'M = ( 25,0 ± 0,5 ) ºC. Cp= 0,110127151 cal/g.ºC 2) Pequeño plateado: Cp(H2O)=1,00320 ± 8 ×10−5 cal/gr.ºC mS = ( 87,6 ± 0,1 ) gr.

m'F = ( 304,0 ± 0,1 ) gr. T'F = ( 19,5 ± 0,5 ) ºC T'eb = ( 99,0 ± 0,5 ) ºC T'M = ( 21,5 ± 0,5 ) ºC Cp=0,1063714 cal/g.ºC 3) Grande: Cp(H2O)=1,00320 ± 8 ×10−5 cal/gr.ºC mS = (90,2 ± 0,1 ) gr. 2

m'F = (320,9 ± 0,1) gr. T'F = ( 20,0 ± 0,5 ) ºC. T'eb = ( 99,0 ± 0,5 ) ºC. T'M = ( 24,0 ± 0,5 ) ºC. Cp= 0,223522235 cal /g.ºC Cálculo de errores para la capacidad calorífica del calorímetro Finalmente:

Cálculo de errores para el calor específico de los distintos sólidos La siguiente tabla muestra losresultados para cada uno de los valores calculados a lo largo del experimento junto con su error correspondiente. Capacidad calorífica del calorímetro Calor específico de los sólidos

C = 56 ± 3 cal/ºC pequeño dorado

Cp = 0,110 ± 0,012 cal/gr.ºC pequeño plateado grande

er = 5% er = 10%

Cp = 0,106 ± 0,009 cal/gr.ºC ± 0,008 Cp = 0,224 cal/gr.ºC

er = 8% er = 3%

Tabla 1 Conclusión...