FABRICACION Y CALIBRACION DE UN CALORÍMETRO ADIABATICO



FABRICACION Y CALIBRACION DE UN CALORÍMETRO ADIABATICO


Palabras clave: calorímetro adiabático, calor específico, temperatura, procesos físicos y químicos.


Introducción

La mayor parte de los procesos químicos van acompañados de un desprendimiento o absorción de calor los cuales se pueden medir.
Se deduce de la primera ley de termodinámica, que la cantidad de calorintercambiado es proporcional a la cantidad de sustancia que interviene en la reacción y depende también del estado físico de reactivos y productos, aunque es independiente del camino por el que la reacción evoluciona.
La variación de calor que acompaña a un proceso físico o químico se mide con calorímetros; se emplean una gran variedad de calorímetros para estudiar los calores de diversos tipos de procesosfisicoquímicos.
Por ejemplo: calores específicos, calores latentes, calores de disolución, dilución y mezcla y calores de reacción [1].

En esta práctica se optó por la utilización de un calorímetro adiabático. El calorímetro adiabático es
un instrumento utilizado para la medida de calores específicos de sólidos y líquidos que presenta la particularidad de reducir a un valor despreciableel calor que pueda salir de su interior o penetrar en él.

Calor específico es una propiedad física de una sustancia y se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado. En el caso particular del agua vale 1 cal/ (g ºC).
Parte experimental

Para la construcción del calorímetro adiabático se utilizo:

Unrecipiente metálico que absorba calor (termo).
Un material para aislar térmicamente el recipiente de su entorno y así evitar intercambio de calor, que puede ser icopor o plástico.
Una tapa de corcho con un orificio para el termómetro y/o agitador.

Antes de iniciar una medida calorimétrica es necesaria la calibración para determinar la cantidad de calor adicionado que provoca undeterminado aumento de su temperatura. Para lo cual:

Se añadió al termo, 350mL de agua a una temperatura de 50oC.
Se calentó 400mL de agua hasta alcanzar el punto de ebullición.
Se vertió en el termo el agua caliente, se lo cerró y se homogenizó el agua mezclada agitándola. Se registró la temperatura de equilibrio. (Tabla 1.)

Determinación calor especifico de sólidos (aluminio, latón ycobre).

En el calorímetro se vertió 100 mL de agua a una temperatura constante y se lo cerró herméticamente parta evitar la disminución de temperatura.

Se calentó una cierta cantidad de agua a su temperatura de ebullición (92oC), y cada objeto solido se lo introdujo al agua caliente para que haya tranferencia de calor del agua al metal.

Se transfirió el metal caliente rapidamente alcalorímetro para evitar la pérdida de calor y al momento de llegar al equilibrio se registro su temperatura.(Tabla 2.)

Determinación calor especifico de líquidos (etanol)
Se realizó una modificación a la tapa del calorímetro, que consta de una resistencia de niquelina con dos entradas que van conectadas a una fuente de voltaje y a un multimetro para determinar la intensidad de corriente.
Se vertió450mL de etanol (19oC) al calorímetro y se lo sello.
Se le aplicó un voltaje (14V), registrándose una intensidad de corriente de 1,45Ω y se midió el tiempo en que el liquido sube un grado 1oC de temperatura.(Tabla 4.)
Resultados y discusión
Teniendo en cuenta la ley de la conservación de la energía, se sabe que el calor perdido por el agua caliente debe ser igual al ganado por el agua quetiene una temperatura inferior y el calorímetro; para esto se tuvo en cuenta la siguiente relación:
m1.c1(T3-T1)+ m2c1(T3-T2) + k (T3-T1) = 0
Ecuación 1.


Tabla 1. Capacidad calorífica del calorímetro

m1
Masa del agua inicial
350g
m2
Masa del agua caliente
400g
T1
Temperatura del agua (inicial)
50oC
T2
Temperatura del agua caliente
92ºC
T3
Temperatura del agua mezcla
70oC...