Nose Nada
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Masa, Densidad, Conservación de la energía, Temperatura, Calor
1. OBJETIVOS
* Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro
* Determinar el calor especifico de un cuerpo sólido, utilizando el método de mezclas
2. EQUIPOS Y MATERIALES
* Un (01) calorímetro con sus accesorios
* Una (01) cocina eléctrica
* Tres (03) cuerpossólidos (bronce, cobre y aluminio)
* Un (01) termómetro
* Un (01) recipiente de agua
* Una (01) extensión eléctrica
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
La medición de las cantidades de calor intercambiadas, proceso que se conoce como calorimetría, se introdujo en la década de 1790.Los químicos de ese tiempo encontraron que cuando un objeto caliente, por ejemplo, un bloque de latón, era sumergido enagua el cambio resultante en la temperatura del agua dependía de ambas masas y de la temperatura inicial del bloque. Observaciones ulteriores demostraron que cuando dos bloques similares a la misma temperatura inicial eran sumergidos en baños de agua idénticos, el bloque de masa mayor causaba un mayor cambio en la temperatura. Asimismo para dos bloques idénticos a temperaturas diferentes, el bloquemas caliente originaba un cambio mayor en la temperatura del agua. Por ultimo, para bloques de la misma masa y temperatura inicial, pero de composición diferente, el cambio de temperatura era diferente para materiales diferentes.
Podemos sintetizar estas observaciones describiendo los objetos en términos de su capacidad calorífica, que es la cantidad de calor requerida para cambiar latemperatura de un objeto en 1ºC:
Las cantidades de calor cedida o absorbida por masas de una misma sustancia son directamente proporcionales a la variación de temperatura:
También el calor cedido o absorbido por masas distintas de una misma sustancia, son directamente proporcionales a estas:
Entonces el calor específico (c) de un sistema se define como:
Donde dQ es la cantidad de calor intercambiadaentre el sistema y el medio que lo rodea; dT viene a representar la variación de temperatura experimentada por el sistema de masa.
La capacidad calorífica específica o simplemente calor especifico, como suele llamarse, es el calor requerido por un material para elevar un grado de temperatura de una unidad de masa. Un material con un calor especifico elevado, como el agua, requiere mucho calorpara cambiar su temperatura, mientras que un material con un calor especifico bajo, como la plata, requiere poco calor para cambiar su temperatura.
La cantidad de calor Q necesaria para calentar un objeto de masa m elevando su temperatura ΔT, esta dada por:
Donde: c es el calor especifico del material a partir del cual se ha fabricado el objeto. Si este se enfría, entonces el cambio en latemperatura es negativo, y el calor Q se desprende del objeto. Las unidades del calor específico son: cal, gºC ,J ,kgºC o BTU/lbºF.
La cantidad de calor transferida o absorbida por el sistema depende de las condiciones en que se ejecuta el proceso.
El calor latente de cambio de estado, de una sustancia, es la cantidad de calor que hay que suministrarle a su unidad de masa para que cambie de un estado deagregación a otro, lo que hace su temperatura constante. Así el calor latente de fusión es el correspondiente al cambio de estado solido a liquido, que tiene el mismo valor que en el proceso inverso de liquido a solido.
Una de las formas de determinar el calor latente de cambio de estado es por método de mezclas. Consiste en mezclar dos sustancias (o una misma en dos estados de agregacióndistintos) a diferentes temperaturas y presión constante, de manera que una de ellas ceda calor a la otra y la temperatura de equilibrio final es tal que una de ellas al alcanzarla, realiza un cambio de estado. Una condición importante es que no haya perdidas caloríficas con el medio exterior. Esto lo conseguimos ubicando una mezcla en el calorímetro, que hace prácticamente despreciable esta perdida...
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