CALORIMETRIA


























CALORIMETRIA
1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

Comprobar la ley de conservación de la energía, en sistemas aislados sin reacción química.

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Construir un calorímetro.
Medir temperaturas.
Determinar calores específicos.
Determinar temperaturas de equilibrio.
Apreciar y expresar las dificultades al realizar la práctica.
Determinar el calor defusión del hielo.

2. FUNDAMENTO TEORICO

2.1. CALOR

El calor se puede definir como la energía de tránsito desde un objeto con alta temperatura a un objeto con menor temperatura. Un objeto no posee "calor"; el término apropiado para la energía microscópica de un objeto es energía interna. La energía interna puede aumentarse, transfiriéndole energía desde uno con más alta temperatura (máscaliente) hacia uno menos caliente o más frio.


2.2. TEMPERATURA

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir latemperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se producen una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.


2.3. CALORESPECIFICO Y CAPACIDAD CALORIFICA MOLAR

Para elevar la temperatura de una sustancia, se le debe calentar; sin embargo si se quiere enfriar una sustancia, debe existir un flujo de energía de la sustancia hacia los alrededores. Para un determinado cambio de temperaturas, el flujo de calor necesario es proporcional a la masa de la sustancia y se puede expresar como:

q α m ∆tq = Cem∆t

La constante de proporcionalidad Ce es una propiedad de las sustancias puras llamada calor especifico. El calor específico se define como el calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia, en un grado Centígrado sin cambio de fase.

El calor especifico de una sustancia, difiere para las fases sólida, liquida y gaseosa de la sustancia. Porejemplo el calor especifico del hielo es 2,09 J/g°C; para el agua líquida es 4,18 J/g°C, mientras para el vapor es 2.03 J/g°C cerca a las 100 grados Celsius.

La capacidad calorífica molar, C de una sustancia, es la cantidad de energía que se necesita para elevar la temperatura de una cantidad de una sustancia en 1K o 1°C. El flujo de calor o energía calorífica que se puede calcular mediante:q = nC∆t

























2.4. CALOR SENSIBLE

Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia detemperaturas.





Para aumentar la temperatura de un cuerpo hace falta aplicarle una cierta cantidad de calor. La cantidad de calor aplicada en relación con la diferencia de temperatura que se logre depende del calor específico del cuerpo, que es distinto para cada sustancia.

El calor sensible se puede calcular en algunos casos simples:
Si el proceso se efectúa a presión constante:


Si elproceso se efectúa a volumen constante:




2.5. CALOR LATENTE
El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.

Desde antiguo se usaba la...