Lab Capacidad Calorifica
Páginas: 10 (2263 palabras)
Publicado: 10 de marzo de 2013
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
RESUMEN
En este laboratorio se utiliza un calorímetro para medir la cantidad de calor suministrado a líquidos como; (agua, jabón, glicerina) y a un sólido (aluminio), por el método de paso de corriente a la resistencia del calorímetro y así con el calculo del tiempo de calentamiento, se obtiene la energía suministrada allíquido.
Como en este sistema no se libera ni se absorbe calor del ambiente, ya que el calorímetro es totalmente hermético, es muy favorable, porque a mayor transferencia de calor a los cuerpos, mayor es el aumento de la temperatura adquirida, y así poder medir la energía (en forma de calor) necesaria para aumentar en un grado la temperatura de los cuerpos en estudio.
MARCO TEORICO
En unsistema donde se tiene una masa 1 a cierta temperatura en contacto con una masa 2 menor, con una temperatura diferente, existe un choque térmico en el cual fluye calor entre las dos masas hasta que después de cierto tiempo alcanzan una temperatura de equilibrio, que es muy próxima a la del sistema de masa mayor m1, entonces una cantidad de calor ∆Q es transferida desde el sistema de mayor temperatura alsistema de menor temperatura.
Como a mayor transferencia de calor, mayor es el aumento de la temperatura; ∆Q es el calor cedido al material para elevar su temperatura en un ∆T.
∆Q=Cc*∆TEc1
Donde :
Cc=∆Q∆TEc2
En un sistema a presión constante ΔQ = ΔH por lo que queda
∆H=Cc*∆TEC3
Cc es la Capacidad Calorífica y es una constante de proporcionalidad, que significa la Energíanecesaria para aumentar en un grado la temperatura de un cuerpo.
Para la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro por el método de mezcla de volúmenes de agua, se utiliza el siguiente balance de energía:
M1*C+CcTm-T2=-M2CTm-T1Ec4
Donde C es el calor especifico del agua, Tm es la temperatura máxima alcanzada, M1 es la masa del agua a T1; temperatura del agua caliente, asímismo M2 es la masa del agua a T2; temperatura del agua fría.
Un balance de energía nos indica que la energía cedida por el agua a mayor temperatura es ganada por el agua a menor temperatura y el calorímetro. ²
De la Ec 4. Obtenemos que Cc; la capacidad calorífica del calorímetro es:
Cc=-M2CTm-T1Tm-T2-M1CEc5
Como la Cc de un cuerpo es proporcional a la cantidad de masa presente, seobtiene que:
Cc=m*CEc6
La constante C se denomina capacidad calorífica específica o, más comúnmente, calor específico y sólo depende del tipo de sustancia de que se trate, pero no de su cantidad. Es la energía necesaria para elevar en un grado la temperatura de un kilogramo de una sustancia. Igualmente se puede utilizar el concepto de capacidad calorífica molar, que se define como la energíanecesaria para elevar en un grado la temperatura de un mol de sustancia. ¹
Para calcular el calor especifico del solido (placa de aluminio), se utiliza:
Ec 7
Donde K, es la capacidad calorífica del calorímetro. C1, calor especifico del agua. C2 calor especifico del metal en estudio. m1 masa del agua fría. m2 masa del agua caliente².
SUSTANCIA | J/Kg K |
AGUA | 4184 |
ALUMINIO | 2150 |GLICERINA | 2420 |
TABLA1. VALOR TEORICO DEL CALOR ESPECÍFICO PARA LAS SUSTANCIAS.
Las ecuaciones (1) y (3) representan la reacción de los materiales a la pérdida o a la absorción de calor en tanto los cuerpos permanezcan en el mismo estado, o sea, la lámina de aluminio se mantenga como sólido y el agua, el jabón y la glicerina, como líquido.
Para el sistema en el cual los un volumen deagua es calentado por el paso de corriente por la resistencia del calorímetro, la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro esta dada por el balance;
I²RdT=Magua*Ccalor especifoco del agua + Cc∆T Ec 9
dTdt=I²Rm*Cagua+CcEc10
La energía suministrada por una fuente potencial es igual a E=I²RT, la cual es ganada por el sistema (agua-calorímetro).
PROCEDIMIENTO...
RESUMEN
En este laboratorio se utiliza un calorímetro para medir la cantidad de calor suministrado a líquidos como; (agua, jabón, glicerina) y a un sólido (aluminio), por el método de paso de corriente a la resistencia del calorímetro y así con el calculo del tiempo de calentamiento, se obtiene la energía suministrada allíquido.
Como en este sistema no se libera ni se absorbe calor del ambiente, ya que el calorímetro es totalmente hermético, es muy favorable, porque a mayor transferencia de calor a los cuerpos, mayor es el aumento de la temperatura adquirida, y así poder medir la energía (en forma de calor) necesaria para aumentar en un grado la temperatura de los cuerpos en estudio.
MARCO TEORICO
En unsistema donde se tiene una masa 1 a cierta temperatura en contacto con una masa 2 menor, con una temperatura diferente, existe un choque térmico en el cual fluye calor entre las dos masas hasta que después de cierto tiempo alcanzan una temperatura de equilibrio, que es muy próxima a la del sistema de masa mayor m1, entonces una cantidad de calor ∆Q es transferida desde el sistema de mayor temperatura alsistema de menor temperatura.
Como a mayor transferencia de calor, mayor es el aumento de la temperatura; ∆Q es el calor cedido al material para elevar su temperatura en un ∆T.
∆Q=Cc*∆TEc1
Donde :
Cc=∆Q∆TEc2
En un sistema a presión constante ΔQ = ΔH por lo que queda
∆H=Cc*∆TEC3
Cc es la Capacidad Calorífica y es una constante de proporcionalidad, que significa la Energíanecesaria para aumentar en un grado la temperatura de un cuerpo.
Para la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro por el método de mezcla de volúmenes de agua, se utiliza el siguiente balance de energía:
M1*C+CcTm-T2=-M2CTm-T1Ec4
Donde C es el calor especifico del agua, Tm es la temperatura máxima alcanzada, M1 es la masa del agua a T1; temperatura del agua caliente, asímismo M2 es la masa del agua a T2; temperatura del agua fría.
Un balance de energía nos indica que la energía cedida por el agua a mayor temperatura es ganada por el agua a menor temperatura y el calorímetro. ²
De la Ec 4. Obtenemos que Cc; la capacidad calorífica del calorímetro es:
Cc=-M2CTm-T1Tm-T2-M1CEc5
Como la Cc de un cuerpo es proporcional a la cantidad de masa presente, seobtiene que:
Cc=m*CEc6
La constante C se denomina capacidad calorífica específica o, más comúnmente, calor específico y sólo depende del tipo de sustancia de que se trate, pero no de su cantidad. Es la energía necesaria para elevar en un grado la temperatura de un kilogramo de una sustancia. Igualmente se puede utilizar el concepto de capacidad calorífica molar, que se define como la energíanecesaria para elevar en un grado la temperatura de un mol de sustancia. ¹
Para calcular el calor especifico del solido (placa de aluminio), se utiliza:
Ec 7
Donde K, es la capacidad calorífica del calorímetro. C1, calor especifico del agua. C2 calor especifico del metal en estudio. m1 masa del agua fría. m2 masa del agua caliente².
SUSTANCIA | J/Kg K |
AGUA | 4184 |
ALUMINIO | 2150 |GLICERINA | 2420 |
TABLA1. VALOR TEORICO DEL CALOR ESPECÍFICO PARA LAS SUSTANCIAS.
Las ecuaciones (1) y (3) representan la reacción de los materiales a la pérdida o a la absorción de calor en tanto los cuerpos permanezcan en el mismo estado, o sea, la lámina de aluminio se mantenga como sólido y el agua, el jabón y la glicerina, como líquido.
Para el sistema en el cual los un volumen deagua es calentado por el paso de corriente por la resistencia del calorímetro, la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro esta dada por el balance;
I²RdT=Magua*Ccalor especifoco del agua + Cc∆T Ec 9
dTdt=I²Rm*Cagua+CcEc10
La energía suministrada por una fuente potencial es igual a E=I²RT, la cual es ganada por el sistema (agua-calorímetro).
PROCEDIMIENTO...
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