calorimetria










¿Qué ocurre cuando ponemos en contacto a dos cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas?











En forma espontánea existe una transferencia de energía interna del cuerpo de mayor temperatura hacia el de menor temperatura (U), a esta transferencia Calor (Q).


¿Cuándo cesa esta transferencia de energía interna?
Cuando ambos tienen la mismatemperatura, denominada temperatura de equilibrio térmico (TE), TFA = TFB = TE

DIAGRAMA LINEAL




Por conservación de la energía


¿Qué efectos ocasiona el calor?

1. Cambio de temperatura
2. Cambio de fase
3. Aumento en las dimensiones







CAMBIO DE TEMPERATURA
Calor Sensible (Qs). Es la cantidad de calor que se requiere para que unasustancia solamente cambie de temperatura.
Termómetro Experimentalmente: Qs  m ........................................ (1)
m  ........................................ (2)
De (1) y (2):
Qs = K.m.T ; K = constante



A la constante “K” le denominaremos calor específico (CE)


CAMBIO DE FASE
Las moléculas cuando están en una fase mantienen su identidad, solo cambia el carácterde las interacciones, tratando de enlazar a las moléculas; mientras que debido al movimiento térmico las moléculas tienden a separarse por tal motivo el resultado define a la fase de una sustancia.
Las sustancias en la naturaleza se presentan en tres fases bien definidas:
Sólido (EK > EP)

¿Qué es el cambio de fase?
Es el reordenamiento molecular que experimenta una sustancia debido a lavariación de su energía interna, manteniéndose constantes la presión y la temperatura.
Ejm.: Consideremos a 1g de agua a 0°C (hielo)







La energía que se le transfiere en forma de calor origina el rompimiento de los enlaces y por lo tanto la energía intermolecular disminuye bruscamente, es decir se origina un reordenamiento de sus moléculas definiendo a la nueva fase.
La experienciademuestra que a condiciones normales de presión 1g de hielo necesita para fusionarse 80 calorías (80cal), a esta cantidad de calor se le denomina calor latente de fusión.

En general:
¿Qué es el calor latente?
Es la cantidad de calor que 1g de una sustancia necesita para cambiar de fase completamente (fusión, ebullición).

Para el agua: CL (Fusión o solidificación) = 80
CL (Vaporización oCondensación = 540

CALOR DE TRANSFORMACIÓN (QT)
Es el calor total que debe ganar o perder una sustancia para lograr cambiar completamente de fase.


EJERCICIOS DE APLICACIÓN

1. A 100 g de agua a 10°C se le agregan 500 cal. Determine la temperatura final del agua en °C.

a) 12°C b) 13 c) 14
d) 15 e) 16

2. En un recipiente con capacidad calorífica despreciable se tienen 800 gde agua a 40°C. Se entregan 40Kcal. Determine la temperatura final del agua.

a) 80°C b) 90 c) 100
d) 110 e) 115

3. En un recipiente con C = 0,5 cal/°C se tiene 100g de hielo a - 20°C. Se agregan 1010 cal de calor. ¿Cuál será la temperatura final del sistema?

a) -15°C b) - 10 c) - 5
d) 0 e) 5

4. En un recipiente con C = 0,8 cal/°C se tiene cierta masa de agua a 25°C.Se agrega al sistema 1008 cal de calor, llegando el sistema a 35°C. Determine la masa de agua que se tenía.

a) 50 g b) 100 c) 126
d) 200 e) 250

5. Se mezclan 100g de agua a 80°C con 50 g de agua a 20°C. Determine TE del sistema.

a) 25°C b) 35 c) 40
d) 60 e) 65

6. Se mezclan 200g de agua a 50°C con cierta masa de agua a 25°C, lográndose una TE = 30°C. Determine lamasa de agua mencionada.

a) 600 g b) 700 c) 800
d) 900 e) 1000

7. En un recipiente con C = 10 cal/°C se tienen 390g de agua a 40°C y se mezclan con 200 g de agua a 70°C. Determine TE del sistema.

a) 50°C b) 53 c) 58
d) 61 e) 65

8. En un recipiente de capacidad calorífica despreciable se tiene 100g de una sustancia desconocida a 20°C. Se introduce 50g de agua a 80°C,...