Calorimetría Y Entropía De Mezcla

Laboratorio Nº 2: CALORIMETRÍA y Entropía de Mezcla

Calorimetría:

1. Verificación de la ecuación de la conservación de la energía

Se procederá de la siguiente manera:

1. Pesar el calorímetro vacío, incluyendo el termómetro.
2. Agregar 150 ml de agua destilada a temperatura ambiente.
3. Pesar el calorímetro y determinar el peso del agua.
4. Registrar la temperatura inicialde la masa de agua dentro del calorímetro.
5. Caliente hasta aproximadamente 55 ºC 150 ml de agua, anote la temperatura. Añada al calorímetro
6. Manteniendo una agitación constante, tome la temperatura cuando se vuelva constante.
7. Se pesa el calorímetro y se determina el peso de agua caliente

Se tiene entonces,

Donde Cp es la capacidad calorífica del agua: 4,184 J g-1 °C-1Despejamos la temperatura final de equilibrio y la comparamos con la obtenida experimentalmente.

Magnitudes a obtener:
Magnitud | Detalle | Característica | |
MC1 | Masa del calorímetro | g | 137,3 |
MC2 | Masa del calorímetro con el agua | g | 272,7 |
m1 | Masa de agua dentro del calorímetro | g : MC2-MC1 | 135,4 |
T1 | Temperatura del agua dentro del calorímetro | °C | 25 |
T2 |Temperatura del agua caliente | °C | 56 |
Tf | Temperatura de equilibrio | °C | 40 |
MC3 | Masa del calorímetro mas el agua inicial y el agua caliente agregada | g | 517 |
m2 | Masa de agua caliente agregada | g : MC3-MC2 | 244,3 |

Conclusión:
Luego de realizar las mezclas de agua indicadas, con una proporción determinada de cada una, esta cumplió el principio de conservación de lacantidad de calor. Ya que el calorímetro es un sistema aislado que no emite ni absorbe calor. Los datos obtenidos por sus realizadores en esta experiencia parecen ser satisfactorios.
El equilibrio térmico se establece entre sustancias en contacto térmico por la transferencia de energía, en este caso calor; para calcular la temperatura de equilibrio es necesario recurrir a la conservación deenergía ya que al no efectuarse trabajo mecánico la energía térmica total del sistema se mantiene.

2. Determinación del calor especifico de un metal (Aluminio y Cobre)

Se procede de la siguiente manera:

1. Pesar el calorímetro vacío, incluyendo el termómetro.
2. Agregar 150 ml de agua a temperatura ambiente.
3. Pesar el calorímetro y determinar el peso del agua.
4. Moviendo conmucho cuidado, se lee la temperatura cuando llega a un valor constante.
5. Caliente en un vaso de precipitado con agua una esfera de un metal hasta que alcance aproximadamente unos 55 a 60°C. Luego de alcanzada la temperatura se introduce con mucho cuidado dentro del calorímetro.
6. Tome el valor de la temperatura, manteniendo una agitación constante, hasta que la temperatura tenga valoresconstantes.
7. Determine el peso del metal.

Para calcular el calor específico del metal se utiliza la siguiente relación (que se obtiene considerando que el calorímetro es un recipiente adiabático):

Donde Cp es la capacidad calorífica del agua: 4,184 J g-1 °C-1

Se tiene entonces

Magnitudes a obtener:
Magnitud | Detalle | Característica | |
MC1 | Masa del calorímetro | g | 137,3 |MC2 | Masa del calorímetro con el agua | g | 292,7 |
m1 | Masa de agua dentro del calorímetro | g : MC2-MC1 | 139,4 |
T1 | Temperatura del agua dentro del calorímetro | °C | 26 |
T2 | Temperatura del metal cobre | °C | 67 |
Tf | Temperatura de equilibrio | °C | 28 |
m2 | Masa del metal cobre | g | 65,7 |

Magnitud | Detalle | Característica | |
MC1 | Masa del calorímetro | g |137,3 |
MC2 | Masa del calorímetro con el agua | g | 277,3 |
m1 | Masa de agua dentro del calorímetro | g : MC2-MC1 | 139,4 |
T1 | Temperatura del agua dentro del calorímetro | °C | 26 |
T2 | Temperatura del metal aluminio | °C | 57 |
Tf | Temperatura de equilibrio | °C | 27 |
m2 | Masa del metal aluminio | g | 18,2 |

La capacidad calorífica de una sustancia es la cantidad de energía...