calorimetria

 UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
CAMPUS SANTIAGO
LABORATORIO FISICA 130PRIMER SEMESTRE 2014

Calorimetría

Resultados
La experiencia se basa principalmente en el comportamiento de dos objetos sometidos a cambios de temperatura.
Como datos preliminares, es necesario conocer los valores teóricos con los cuales se va a trabajar:

Calor específico
Cobre(Cu)

Zinc(Zn)Agua(h2o)

Aluminio(Al)

Acero

Tabla N°1. Valor de calores específicos de distintos materiales.

Incertidumbre
Termómetro

Balanza Digital

Tabla N°2. Incertidumbre de materiales utilizados en las mediciones.
En la experiencia se utiliza para la masa la unidad de medida gramo y para la temperatura la unidad medida en grado Celsius . Trabajando así con las mismas unidades. Porlo que esto facilitará un mayor entendimiento del fenómeno estudiado.
En la experiencia se utilizan dos materiales. Estos son el acero y el cobre (Cu), siendo estos los materiales que se van estudiar.

Masa calorímetro

Masa calorímetro más agua

Masa agua

Masa acero

Tabla N°3. Masa de los elementos utilizados en la experiencia.
T Ambiente(T1

T Ebullición(T2

Tabla N°4.Temperaturas del agua antes de agregar el acero al calorímetro y temperatura máxima en el hervidor.
Primeramente se estudia el comportamiento del acero. Para lo cual la masa, se inserta en el agua a , se traspasa al calorímetro y se espera a que llegue a una temperatura estable. De esto se obtiene la siguiente tabla:
T Final

Tabla N°5. Temperatura final del sistema con acero.
De la misma manerase trabaja con el cobre, vaciando el agua del calorímetro y llenándolo nuevamente.

Masa Cu

Masa agua

Tabla N°6. Masa del cobre y agua utilizada en la medición.
T Ambiente agua (T1

T Ebullición(T2)[

T Final

Tabla N°6: Temperatura inicial, final y de ebullición del agua.



Análisis y discusión
La experiencia se basa principalmente en la transferencia de calor de un objetoa otro, viéndose reflejado en la energía interna del cuerpo con la variación de temperatura del sistema:
“El calor es igual al cambio de energía interna del cuerpo.”
Con el principio de conservación de la energía se puede obtener el calor específico del solido con las ecuaciones:
(1)

De la ecuación (1), se desprende la ecuación:

Se sabe que el calor se puedeobtener con la siguiente ecuación:

El sistema se compone con ya sea, cobre o acero, junto con el agua con que se llena el calorímetro y el calorímetro. Generándose la ecuación (4):

Donde , son los calores absorbidos o liberados por el agua, el calorímetro y el material respectivamente.
Al introducir la ecuación (3) de cada material en la ecuación (4), se obtiene la relación:

(5)Con los datos obtenidos es posible calcular el calor específico experimental tanto del acero como del cobre.
Calculando primeramente el calor específico del acero, reemplazando los valores obtenidos en la experiencia, adjuntos en las tablas y , en la ecuación (5), quedando:



Resolviendo esta ecuación, se obtiene el valor del calor especifico del acero el cual corresponde a .
De la mismamanera se obtiene el valor del calor específico del Cobre, remplazado los valores obtenidos para el cobre, adjuntos en las tablas y , con la ecuación (5):



Con la cual se obtiene un valor específico del cobre de (Vease cálculos en el apéndice 1).
Con los valores obtenidos se pueden obtener los errores porcentuales, con respecto a los valores teóricos, los cuales se encuentran en la tabla...