Calorimetría

Determinación del calor específico

Resumen
El tema principal del laboratorio fue la calorimetría a presión constante y su principal objetivo fue determinar el calor específico del aluminio (Al). El experimento se realizó estimando primero la capacidad calorífica del calorímetro a usar, luego en base al dato hallado se determinó el valor del calor específico del aluminio (Al), aplicando enambos casos la definición para un sistema adiabático, y la ecuación del calor transferido. El resultado general de la determinación fue de 118,24 J/°C para la capacidad calorífica del calorímetro y 1,08 J/g-°C para el calor específico del aluminio (Al), calculando un error del 20% para este último valor estimado. Estos resultados fueron aceptables para las condiciones del trabajo, dado que laestimación del resultado se realizó con valores aproximados. En este experimento aprendimos a determinar el calor absorbido o liberado durante un cambio físico, así como también a aplicar la definición para un sistema adiabático. Aprendimos también a utilizar de manera correcta un calorímetro y los materiales de laboratorio necesarios para tal fin.
Introducción
La termodinámica es el estudiocientífico de la conversión del calor y otras formas de energía. Las leyes de termodinámica proporcionan guías útiles para entender la energética y la dirección de los procesos, dichos procesos pueden ser isocóricos, isobáricos, isotérmicos, adiabáticos, reversibles, irreversibles y cíclicos. Para realizar nuestros experimentos en el laboratorio necesitamos saber que la primera ley de la termodinámica, lacual se basa en la conservación de la energía, establece que la energía se puede convertir de una forma a otra, pero no se puede crear ni de destruir. Un concepto básico para realizar nuestros cálculos en el laboratorio es la calorimetría con la cual podremos medir el calor, dicho proceso dependerá del calor específico y la capacidad calorífica. El primero es la cantidad de calor que se requierepara elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancio y la capacidad calorífica es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de sustancia.1

Con respecto a los cálculos que realizaremos conforme vayamos desarrollando nuestros experimentos, se requiere que dominemos las siguientes formulas:
(Primera ley determodinámica)
W= - PV
Formas de medir el calor(calorimetría):
q = m.c.∆T → unidades de c: J/g °c
q = C.∆T → unidades de c: J/°c
q = n.c.∆T → unidades de c: J/mol °c
C = mc
En los procesos termodinámicos:
Isocórico (se desarrolla a volumen constante) → W = 0 =>
Isotérmico (se desarrolla a temperatura constante) → = 0 =>
Adiabático (se desarrolla sin calor) → q = 0 =>Donde:
= Cambio de energía interna.
q = Calor.
W = Trabajo.
P = Presión.
V = Variación de volumen.
T = Variación de temperatura.
m = Masa.
c = Calor específico.
C = Capacidad calorífica.
n = Número de moles.

Objetivos
Con el desarrollo de este laboratorio tuvimos como nuestros principales objetivos:

Asimilar de una manera mejor nuestros conocimientos acerca de los cálculos concalorimetría.
Aprender a utilizar de manera adecuada los distintos instrumentos del laboratorio.
Calcular la cantidad de moles del aluminio.
Determinar el calor específico del agua.
Determinar la capacidad calorífica del calorímetro.
Determinar la temperatura del aluminio.
Pesar la masa del aluminio
Medir la temperatura del agua en diferentes condiciones.
Medir adecuadamente las cantidades deagua necesarias en cada paso de cada experimento.

Con los experimentos que realizamos en el laboratorio pudimos cumplir con nuestra meta principal, la cual fue asimilar de una manera mejor nuestros conocimientos acerca delos cálculos con calorimetría.

Método
Materiales:
1 Probeta grande
1 Tubo de ensayo
1 vaso de 50 ml
1 vaso de 250 ml
1 pizeta
1 recipiente de plástico con hielo
1...