Calorimetria

CALORIMETRIA
A. DETERMINACION DEL EQUIVALENTE EN MASA DEL CALORIMETRO

OBJETIVO
• Determinar la masa de agua equivalente, para efectos térmicos, al conjunto: calorímetro, agitador y termómetro.
• Analizar los resultados dados en la practica, como los resultados teóricos.
• Reconocer el material que se utiliza en la determinación de calor, temperatura, masa etc.Concepto de calor
El calor es una forma de energía que puede transformarse en otras y viceversa. Consideramos dos cuerpos A y B a temperatura T1 y T2 suponemos que T1 es mayor que T2. al poner en contacto los dos cuerpos la experiencia nos demuestra que pasa de A a B una cierta energía que denominamos calor. En este caso decimos que el calor pasa del cuerpo caliente al frio por conducción. Lasmoléculas del cuerpo caliente están muy excitadas y tienen una gran energía de vibración. Estas chocan con las vecinas mas lentas del cuerpo frio y comparten con ellas algo de su energía de movimiento por tanto la energía de movimiento térmico se transmite de una molécula a la siguiente aunque cada molécula permanece en su posición original.
La unidad de calor es la caloría (cal) o también cal-gr quees la cantidad de calor necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de 1 g de H2O, también se utiliza la Kcal que es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de 1 Kg de H2O.

Intercambios de calor
Experimentalmente se conoce que la energía calorífica absorbida o cedida por un cuerpo es proporcional a su masa(m) a la variación de temperatura que experimenta el cuerpo (T) ytambién a la naturaleza del cuerpo.
Todo esto se relacionaría con la siguiente expresión:
Q=m c T
Que seria la cantidad de calor ganada o cedida por el cuerpo. En la formula c es el calor especifico del cuerpo es decir la cantidad de calor necesaria para incrementar 1ºC la temperatura de 1 g de dicha sustancia.
En general los calores específicos varían con al temperatura. En la practica sesuelen dar valores medios o bien los calores específicos correspondientes a una temperatura de 20 ºC.
El agua es uno de los cuerpos con mayor calor especifico por esto su valor se toma como unidad definiéndose la caloría como el calor necesario para elevar la temperatura de 1 g de H2O desde 14.5ºC a 15.5 ºC por tanto el calor especifico del H2O es igual a 1 cal/gr ºC.
La relación entre unidadesde calor y trabajo se realizo midiendo la cantidad de trabajo W necesario para obtener una cantidad de calor Q. joule estableció la siguiente relacion entre trabajo y calor:
Wrealizado/Qproducido=cte=J
W=J Q
J es una constante denominada equivalente mecánico del calor y es la cantidad de trabajo que trasformado en calor produce 1 caloría. Experimentalmente se demuestra que
J=4.1855 J/cal
Elinverso de J se denomina A que es el equivalente térmico del trabajo.
A=1/J=1/4.1855=0.2389 calorías " 0.24 cal /J
Es decir 1 caloría= 4.18 J
1 J= 0.24 cal
en la formula anterior Q=m c T el producto de la masa por el calor especifico se denomina capacidad calorífica y es la cantidad de calor necesaria para que la temperatura de un cuerpo aumente en 1ºC o en 1 K.
C= m c = capacidad caloríficaLa unidad de la capacidad calorífica es la cal/grado o J/grado.
Cuando un cuerpo recibe energía calorífica su temperatura aumenta excepto cuando esta experimentando un cambio de estado físico.
En este caso la temperatura constante mientras se realiza el cambio. El calor absorbido o cedido en estos casos se llama calor de transformación o calor de cambio de estado. En el caso de los gases es muyimportante determinar en que condiciones de presion y de volumen reciben el calor. Se define por tanto dos tipos de calor especifico o presion constante Cp y a volumen constante Cv.
También en lugar de la masa se utiliza el numero de moles
Qp= n cpT
Qv= n cv T
Calores específicos de los solidos
Sabemos que para un solido el calor especifico es la cantidad de calor necesaria para elevar la...