labo8 Calor absorbido disipado


Objetivos

Descubrir y aprender las características del calor.
Familiarizarse con las medidas calorimétricas mediante la medida del calor específico con un calorímetro.
Investigar el comportamiento de la energía térmica absorbida/ disipada por una sustancia liquida.
Hacer un estudio de la cantidad de calor absorbido/ disipado para diferentes proporciones del líquido.
Describir y explicar laconducción térmica, también la convección.


Equipos y materiales

Equipo de calentamiento (Mechero Bunsen)







Soporte Universal












1 Vaso de precipitado (graduado de 500 cc o 800 cc)




Cubos de hielo (de aproximadamente 25 g)






1 Vaso de espuma de poliuretano de 200g (8 onzas) aproximadamente


1 Clamp


Agua Potable









Fundamento teórico
La energía térmica que gana opierde un cuerpo de masa m es directamente proporcional a su variación de temperatura. Esto es lo siguiente:
Q α m (T – T0)
Q α m (T – T0) ……………………………………………… (1)
Donde, c: calor específico
T0: temperatura inicial de referencia
T: temperatura final

El suministro de energía térmica por unidad de tiempo a un cuerpo, corresponde aque este recibe un flujo calorífico H. Si el flujo es constante,

H = dQ / dt = cte………………………………………… (2)
De (1) y (2) se tiene:
dQ / dt = mc (dT / dt) = H, luego dT = (H/mc ) dt
Integrando e interando se tiene:

dT = (H/mc) dt


…………(3)




La ecuación (3) relaciona la temperatura con el tiempo. Es una función lineal, donde H/mc representa la pendiente y T0 la temperatura inicial.Si el cuerpo se encuentra en un sistema adiabático, el trabajo de dilatación se realiza a expensas de la energía interna.
Sin embargo, la variación de la energía en el interior del cuerpo en un proceso no coincide con el trabajo realizado; la energía adquirida de esta manera se denomina cantidad de calor, es positivo cuando absorbe calor y negativo cuando disipa calor.
La energía interna delcuerpo aumenta a costa de la cantidad de calor adquirida dq, y disminuye a costa del trabajo realizado por el cuerpo dw (principio de conservación de la energía en los procesos térmicos). Se le conoce como la primera ley de la termodinámica y se expresa como:

dU = dQ - PdV ………………………………………. (4)











Procedimiento experimental

MONTAJE Nº1

1. Monte el equipo, como muestra el diseñoexperimental.

2. Coloque en el vaso pírex agua a temperatura del ambiente, casi hasta la parte superior.

3. Anote el valor de la temperatura y el volumen del agua.













4. Encienda el mechero. Busque un flujo aproximadamente constante. La llama no debe ser muy fuerte ni estar muy cerca al vaso.



















5. Mida la distancia entre la llama y el vaso. Mantenga fija esta distanciadurante toda la práctica a fin de que no cambien las condiciones de experimentación.




6. Agite el agua previamente y lea la temperatura cada 30 s hasta llegar al punto de ebullición. Anote los datos en la tabla Nº1

TABLA 1 (m=400g)

T(ºC)
23
24.2
26.2
28
30
31.5
34
t(s)
0
30
60
90
120
150
180

36
39.8
41.8
43.8
45.8
47.8
49.5
51
210
240
270
300
330
360
390
420

52.9
55
56
58
59.8
61
62.2
63.8450
480
510
540
570
600
630
660

65.6
66.2
68
69.4
70.2
71
72
73
690
720
750
780
810
840
870
900

74
75
75.8
76.8
77.9
78.8
79
79.1
930
960
990
1020
1050
1080
1110
1140

80
81
81.8
82.4
83
84
84.2
84.9
1170
1200
1230
1260
1290
1320
1350
1380


85.1
85.2
85.9
86.2
86.2
86.3
86.9
87
1410
1440
1470
1500
1530
1560
1590
1620

88
88.2
90
92
95
1650
1680
1710
1740
1770



7. Repita los pasos (1) al (5)bajo las mismas condiciones anteriores; ahora use la mitad de la cantidad de agua anterior. Anote los datos en la tabla Nº2

TABLA 2 (m/2=200g)

T(ºC)
26
34
40
48
53
59
65
t(s)
30
60
90
120
150
180
210

70
74.5
78
82
87
90.5
94
97.2
240
270
300
330
360
390
420
450


8. Grafique la variación de temperatura T versus el tiempo t, para los dos casos anteriores. (Use papel milimetrado)

*Las...