Calorimetria

Sofía de Pablos Cardiel

2º grado ingeniería química

Termodinámica y cinética química



PRACTICAS DE LABORATORIO

PRACTICA 4: CALORIMETRIA.

En esta práctica estudiamos una propiedad de cada material relacionada con su capacidad para absorber energía y trasmitirla en forma de calor: la capacidad calorífica.

Cuando ponemos dos cuerpos que están a distinta temperatura encontacto, existe entre ellos un flujo de calor desde el foco caliente hasta el foco frio hasta alcanzar una temperatura intermedia común.

Este fenómeno cumple la ecuación:

m2·c2· (T2-TM) =m1·c1(TM-T1) 1.1

c2 y c1 son constantes características de cada cuerpo, es la capacidad calorífica o calor especifico del cuerpo.

Por definición, el calor especifico del aguacH2O=4,184J·g-1·K-1 a 15ºC y 1 bar. Con el calor específico del agua podemos calcular el de cualquier otra sustancia utilizando la ecuación 1.1

Así, la ecuación con la que vamos a calcular el calor específico de nuestro sólido utilizando agua nos queda:

[pic] 1.2

Donde las magnitudes involucradas son:

Cw= calor especifico del agua=4,184J·g-1k-1
ms=masa solidomw= masa agua
Tw= temperatura inicial agua
Ts=temperatura alcanzada por el sólido caliente
TM =temperatura final mezcla



PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Material:

*Calorímetro con vaso Dewar
* Calentador de Noack
*generador de vapor
*vaso de precipitados de 600 mL
*soporte
*pinza
*termómetro.


El procedimiento experimentalse puede dividir en dos etapas:
En la primera calentamos en material hasta una temperatura alrededor de los 90ªC mediante un calentador de Noack. Transcurridos unos 10 minutos medimos la temperatura del material, que será Ts.
Antes de comenzar la primera etapa debemos llenar el calorímetro hasta la mitad aproximadamente de su capacidad, y medir por pesada la cantidad de agua mw, habiendopesado antes el calorímetro vacío mk. Medimos la temperatura de esta agua: Tw
La segunda etapa consiste en introducir la granalla caliente en el calorímetro con agua lo más rápidamente posible para evitar pérdidas de calor y hacer una serie de mediciones de la temperatura en su interior hasta que se alcanza un equilibrio termodinámico, situación en la cual la temperatura permanece constantedurante un tiempo. Esta temperatura es una temperatura intermedia entre la del agua y la del solido caliente.


DATOS, RESULTADOS Y CALCULO DE ERRORES.


La experiencia la hemos hecho dos veces para dos materiales distintos: estaño y aluminio.

Estaño Sn

1)

Tabla 1. Datos de masas expresadas en gramos de la primera experiencia con estaño
|mk(g)|406,680±0,005 |
|mw(g) |115,51±0,01 |
|mtotal(g) |575,390±0,005 |
|mgranalla(g) |53,20±0,02 |



Tabla 2. Temperaturas en kelvin.
|Ts(K) |Tw(K) |TM(K) |
|364,45±0,06|293,05±0,06 |294,75±0,06 |



Con estos datos y utilizando la ecuación 1.2 calculamos el calor especifico del estaño.

Cs (1)=0,22157

Obtenemos el error del calor específico del estaño como suma de errores relativos de las variables que intervienen en la ecuación 1.2

[pic] ] 1.3

ΔCs (1)=0,0003

Cs (1)= (0,2216±0,0003) J·g-1·K-12)

Tabla3. Masas en gramos para la segunda experiencia del estaño
|mk(g) |407,880±0,005 |
|mw(g) |114,42±0,01 |
|mtotal(g) |597,120±0,005 |
|mgranalla(g) |74,82±0,02 |



Tabla 4. Temperaturas en kelvin para la segunda...