Calorimetria

Universidad de Santiago de Chile

Laboratorio Nº5:
CALORIMETRÍA
Laboratorio Nº5:
CALORIMETRÍA

Integrantes:-Geraldine Cárcamo
-Sebastián Fuenzalida
-José Nogales
-Isaías Olivares

Física Laboratorio

Profesor: Voltaire Fuentes Olave
Física Laboratorio

Objetivos

* Expresar para un proceso de mezclas en un calorímetro, la ecuación correspondiente alintercambio de calor producido.

* Determinar a partir de la ecuación de intercambio de calor, la capacidad calórica de un calorímetro y el calor especifico de un sólido.

Introducción:

Sabemos que la Energía se presenta en la naturaleza bajo distintas formas, una de ellas es la energía térmica o calórica, ella se debe a la agitación (desplazamiento o vibración) de las moléculas queconstituyen una sustancia. Cuando a una sustancia a la temperatura ambiente se le suministra una cierta cantidad de energía en forma de calor ésta manifiesta cambios por ejemplo aumento de la temperatura, dilataciones, aumento de la presión etc. Todos esto cambios revelan un aumento de la energía interna de sus constituyentes elementales.
Se define como capacidad calórica (C) de un cuerpo a lacantidad de calor necesario para variar en 1°C la temperatura de una sustancia.

El calor específico (c) es la cantidad de calor necesaria para variar en 1°C la temperatura de un gramo de una sustancia.

El calor latente de fusión (Lf) corresponde a la cantidad de calor necesaria para fundir un gramo de la sustancia y el calor latente de vaporización (Lv) es la cantidad de calor necesariapara vaporizar un gramo de la sustancia.

Un recipiente cerrado que posee paredes adiabáticas, junto con un termómetro, constituye un calorímetro. Por ejemplo, un termo y una caja de aislapol son buenas aproximaciones de recipientes adiabáticos.
Cuando dos o más cuerpos con temperaturas diferentes se introducen al interior del calorímetro se producirá un intercambio de calor entre ellos ytambién con el calorímetro. Como no hay intercambio de energía con el exterior se puede concluir que, por conservación de la energía:


De modo que, al llegar al equilibrio térmico el calor absorbido por los cuerpos de menor temperatura, está relacionada con el calor cedido por los cuerpos de mayor temperatura de la siguiente forma:

Desarrolloexperimental

Materiales:

A) CAPACIDAD CALORICA DEL CALORIMETRO
1.- Vierta en el calorímetro una cierta cantidad de agua (100 gr), determinando previamente su masa (m1)
2.- Mida la temperatura del agua vertida (T1)
3.- Caliente una masa de agua (100 gr) y mida su temperatura (T2)
4.- Mezcle el agua caliente con el agua fría del calorímetro, agite la mezcla. Espere hasta que latemperatura llegue a un valor estable y registre la temperatura (T3)
5.- Utilizando la ley de conservación de la termodinámica y determine la capacidad calórica del calorímetro.

B) CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO
1.- Vierta en el calorímetro una cierta cantidad de agua (100 gr), determinando previamente su masa (m1)
2.- Mida la temperatura del agua vertida (T1)
3.- Mida la masa del sólido (m2)4.- Caliente el sólido en un baño de agua hirviendo y mida la temperatura (T2)
5.- Transfiera el sólido caliente dentro del calorímetro con agua, asegúrese de mantener tapado el calorímetro y agitar la mezcla para tener una temperatura estable y uniforme (T3)
6.- Utilizando la ley de conservación de la termodinámica y determine el calor especifico del sólido.

Resultados – Cálculos

A)Experimento Nº1a:

Sabiendo que

Masa H2O Caliente (TF-T0) + Masa H2O Fría ((C H2O Fría (TF-T0)) + ε (TF-T0) = 0
Agua Fría: M=100,1 gr; Tº=20,1ºC
Agua Caliente: M=100,4 gr; Tº=98,9ºC
Agua Mezclada: Tº=59,1ºC

Ahora aplicando la formula quedaría:
((100,4gr * 1(59,1ºC – 98,9ºC)) + ((100,1gr * 1(59,1ºC – 20,1ºC) + ε (59,1ºC – 20,1ºC))
-92,02 + ε (39) = 0
ε 39 = 92,02
ε = 2,35...