Termodinámica Calor

Practica 3 Calor específico del Aluminio - Calorímetro Eléctrico

Objetivo
El objetivo de este experimento es para obtener el calor específico del aluminio. El calor específico es una propiedad termodinámica

Introducción
Los calorímetros se utilizan para encontrar el calor específico de los materiales. En un calorímetro eléctrico simple una muestra de material térmicamente aislado secalienta eléctricamente. La entrada de energía eléctrica, el aumento de la temperatura del material y la masa del material se miden y con estos datos, se obtiene el calor específico del material, en este experimento encontremos el calor específico del aluminio con un calorímetro diferencial calentado eléctricamente.
En la práctica es imposible aislar térmicamente la muestra de material completamenteya que siempre hay una cierta transferencia de calor con el entorno. Sin embargo, con una transferencia de calor calorímetro diferencial con el entorno no es ni minimizado ni medida porque esta pérdida de calor se elimina en el análisis. He diseñado una unidad de dos calorímetros individuales - cada uno un conjunto de 13 placas de aluminio con cables eléctricos de resistencia del calentadorentrelazadas entre las placas. Las superficies exteriores de ambos calorímetros y el aislamiento que rodea son idénticos. Sin embargo, las placas interiores son diferentes - un calorímetro tiene placas sólidas interiores y el otro tiene placas perforadas interiores. Con los ajustes de la potencia eléctrica en cada calorímetro de las curvas de temperatura frente al tiempo para cada calorímetro coinciden.Cuando ambos calorímetros tienen los mismos datos la misma temperatura y el mismo entorno de la pérdida de calor a los alrededores de la misma.
Esta condición permite la cancelación de la pérdida de calor desconocido de cada calorímetro y la cancelación de la capacidad térmica desconocida

Antecedentes Históricos
A Joseph Black se le atribuye el descubrimiento de calor específico. Sus"conferencias sobre los Elementos de la Química", fueron publicadas en sus manuscritos. En el párrafo citado aquí Black informa sobre sus experimentos que realizados en 1760
“Para hacer esto más claro con un ejemplo en números, supongamos que el agua está en el grado de calor 100a, y que una medida igual en el grado 150a,y de repente se mezcló y se agitó con ella. Sabemos que la temperatura media entre100 y 150 es 125, y se sabe que esta temperatura intermedia se produce mediante la mezcla del agua fría de 100 con una medida igual de agua caliente a 150; el calor del agua caliente que se redujo en un 25 grados, mientras que el frío se eleva sólo como mucho. Pero cuando se utiliza el mercurio caliente en lugar de agua caliente, la temperatura de la mezcla resulta 120 grados en lugar de sólo125. El mercurio, por lo tanto, se vuelven menos caliente por 30 grados, mientras que el agua se ha calentado por veinte grados solamente, y sin embargo la cantidad de calor que el agua ha ganado es la cantidad muy mismo que el mercurio ha perdido. Esto hace ver que la misma cantidad de la materia caliente tiene más efecto en el calentamiento azogue que en el calentamiento de una medida igual deagua, y por lo tanto que una cantidad más pequeña de la misma es suficiente para aumentar el calor sensible de azogue por el mismo número de grados.”
Los experimentos de Black se analizaron con la primera ley de la termodinámica aplicada a un sistema cerrado compuesto por volúmenes separados pero iguales y mercurio (azogue) a partir de 100 grados y 150 grados respectivamente. Después de mezclar latemperatura de equilibrio es de 120 grados, la primera ley de este experimento es

Donde los subíndices H2O y Hg representan el agua y mercurio, y 1 y 2 representan los estados inicial y final Esta ecuación se reduce a

Esta relación de calor específico es 32% menor que la relación calcula utilizando valores contemporáneos de calor específico. La relación es muy sustancial que muestra el agua...