Calorimetría

Práctica # 1
CALORIMETRÍA: EQUIVALENTE TÉRMICO DEL CALORÍMETRO.


RESUMEN
En esta práctica se determinó el equivalente térmico de un calorímetro utilizando una mezcla de agua fría y caliente. Se empleó la técnica del baño María, en un sencillo montaje, para la obtención del agua caliente. Simultáneamente se tomaron las temperaturas del agua del erlenmeyer y del calorímetro cada 30 segundosregistrando así 10 mediciones. Este proceso se repitió dos veces más y con los resultados obtenidos se procedió a encontrar el equivalente térmico del calorímetro y los posibles errores cuantitativos, cualitativos, aleatorios y errores sistemáticos del proceso. Gracias a la experiencia se pudo conocer los tipos de calorímetros y sus diferentes usos.
Palabras clave: Calorímetro, equivalencia, calor,Capacidad calorífica.



OBJETIVO

 Encontrar el equivalente térmico de un calorímetro mediante un experimento con mezcla de agua fría y caliente.
 Conocer los tipos de calorímetros y sus utilidades.

MARCO TEÓRICO

CALOR
Es la transferencia de energía entre dos cuerpos que están a temperaturas diferentes. Al igual que el trabajo, el calor sólo aparece en el contorno del sistema, y se definepor un proceso. La energía se transfiere desde un objeto más caliente hacia uno más frío, porque hay una diferencia de temperatura. Cuando las temperaturas de los objetos son iguales, ya no se aplica la palabra calor. El calor nos una propiedad del sistema ni es una función de estado. En consecuencia, depende de la trayectoria. Supongamos que se eleva la temperatura de 100.0 g de agua que estabaa 20.0°C y 1 atm, hasta 30°C y 1 atm. ¿Cuál es la transferencia de calor de este proceso? No conocemos la respuesta, porque no se específica el proceso. Una manera de elevar la temperatura es calentar el agua con un mechero de Bunsen, o eléctricamente, usando un calentador de inmersión. El cambio de calor, q (transferido desde los alrededores hasta el sistema) se expresa como:

q= ms T= (100.0g) (4.184 Jg-1K-1) (10.0K)
= 4.184 J

Donde s es el calor específico del agua. Pero también el aumento de temperatura puede obtenerse si se efectúa trabajo mecánico sobre el sistema; por ejemplo, agitando al agua con una barra magnética, hasta alcanzar la temperatura que se quiera como resultado de la fricción. En conclusión, trabajo y calor no son funciones de estado. Sonmedidas de transferencia de energía, y los cambios en esas cantidades dependen de la trayectoria. El factor de conversión entre la caloría termoquímica y el Joule, que es el equivalente mecánico de calor, es.1

1 cal= 4.184 exactamente.



CALORIMETRÍA
Es la ciencia y la tecnología que se ocupan de medir con precisión la energía y la entalpía. Con estudios calorimétricos se han obtenido medicionesprecisas de los puntos triples, puntos críticos, curvas de saturación, calores específicos y otras propiedades térmicas.2

Tipos de calorímetros
De manera general se pueden dividir los calorímetros, en base a su forma de operación, en dos tipos; los estáticos y los de barrido. Los calorímetros estáticos se utilizan para la medición del calor generado en el interior de los dispositivos, ya sea porreacciones químicas o cambios físicos en la muestra, absorción de luz, absorción de sonido, absorción de partículas o disipación eléctrica. En este caso, el intercambio de calor ocurre entre la muestra y el contenedor es fundamental pues en base a éste se cuantifica el calor generado en su interior.
En los calorímetros de barrido, el calor se conduce a la muestra a través del contenedor, el cualestá provisto de una resistencia eléctrica para generar el calor por efecto joule. El contenedor y la muestra se encuentran aislados del exterior mediante escudos adiabáticos separados por vacío. En este caso, el intercambio de calor entre el contenedor y la muestra también es fundamental, ya que gracias a éste es posible incrementar la temperatura de la muestra y la parte significativa de las...