Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad “Culhuacán”
Laboratorio de Química “CAPACIDAD CALORIFICA DE LO OLIDO” Practica !o"#
Inte$rante%&
'ru(o&
Re)e% Feliciano *i$uel +n$el
#E,-.
Ro%ale% *oreno /%car Eduardo
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*artine0 anche0 1a2ier
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*artine0 *artine0 'abriel
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Pro3e%or& *artha El2ia ala0ar 'al2án
IINTRODUCCION Capacidad calorífica La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de una sustancia, (usando el S!. ndica la mayor o menor dificultad que presenta dic"o cuerpo para experimentar cambios de temperatura ba#o el suministro de calor. $uede interpretarse como una medida de inercia t%rmica. Es una propiedad extensi&a, ya que su magnitud depende, no s'lo de la sustancia, sino tambi%n de la cantidad de materia del cuerpo o sistema por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. $or e#emplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica ser) mayor que la de un &aso de agua. En general, la capacidad calorífica depende adem)s de la temperatura y de la presi'n.
OBJETIVOS *eterminar mediante el balance de energía la constante del calorímetro y la Capacidad Calorífica de un s'lido. n&estigaci'n te'rica Capacidad Calorífica La capacidad calorífica molar de una sustancia a &olumen constante, C&, es la cantidad de calor que se requiere para ele&ar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1+C a &olumen constantes y a una temperatura dada. La capacidad calorífica molar de una sustancia a presi'n constante, Cp, es la cantidad de calor que se requiere para ele&ar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1+C a presi'n constante y a una temperatura dada. l me-clar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energía en forma de calor desde el m)s caliente al m)s frío. *ic"o tr)nsito de energía se mantiene "asta que se igualan las temperaturas, cuando se dice que "a alcan-ado el equilibrio t%rmico. La cantidad de calor que se transfiere desde el líquido caliente, o la que absorbe el frío. / capacidad cal'rica / cantidad de calor / &ariaci'n de temperatura El calor específico es la cantidad de calor cedido o absorbido por un gramo de una sustancia,
para &ariar su temperatura en un grado Celsius. donde0 / calor específico / capacidad cal'rica / masa y el calor necesario para producir un cierto aumento de temperatura es *esde el punto de &ista termodin)mico la capacidad calorífica de los cuerpos se expresa como el cambio de energía t%rmica como funci'n del cambio en la temperatura. Se designa con el nombre de calor (! a la energía en tr)nsito que fluye desde una parte de un sistema a otra o de un sistema a otro, en &irtud nicamente de una diferencia de temperatura. En físicaencontramos definidos &arios tipos de calores para una me#or comprensi'n y entendimiento de los diferentes procesos y fen'menos que ocurren en las sustancias y los cuerpos, así se puede definir el calor sensible, calor latente y el calor específico Calor sensible es aquel que un cuerpo o sustancia es capa- de absorber o ceder sin que por ello ocurran cambios en su estructura molecular, o sea, en su estado físico. 2aterial y equipo 1 3ripi%. 1 4e#illa de asbesto 1 2ec"ero, 5a6o 2aria 1 3erm'metro 1 5alan-a granataria 1 gitador de &idrio 1 $in-as para &aso de precipitado 1 7aso de precipitados de 899 ml 1 7aso de precipitados de :89 ml 1 7aso grande de unicel con tapa de 899 mL $;43E *EL L<2=; S'lidos como0 postas de plomo, perdigones de níquel, cobre y -inc, c"inc"e de fierro o cuentas de &idrio
PROCEDIMIENTO $rimera parte0 $ara determinar la constante del calorímetro (K! 1.>$ese :99 g. de agua en el &aso de unicel que emplear) como CL;42E34; en el resto de este experimento agite, tome la temperatura del agua y regístrela (3 1!. :.>$ese :99 g. de agua en el &aso de &idrio de 899 ml.
?3ome la temperatura del agua y cali%ntela lentamente, "asta aproximadamente 18 grados sobre la temperatura inicial registrada, ?gite el agua con el agitador de &idrio para que el calentamiento sea uniforme (con cuidado de no golpear el term'metro!. ? pague y retire el mec"ero, siga agitando "asta alcan-ar aproximadamente la temperatura predeterminada (agua a temperatura ambiente @ 18 A ! y regístrela al permanecer constante (31!.
B.>7ierta el agua caliente contenida en el &aso de &idrio en elCL;42E34;, tape r)pidamente, agite y registre la temperatura (31! cuando %sta permane-ca constante. Segunda parte0 $ara determinar la capacidad calorífica del s'lido. . $ese 199 g. de agua en el &aso CL;42E34;, tome su temperatura y regístrela (31!. 8. $ese :99 g. de postas ($b!, en un &aso de &idrio de 899 ml D. Caliente las postas en ba6o maría durante 19 minutos, mida cuidadosamente su temperatura (31! y regístrela. 3enga cuidado al usar el term'metro.
. 7ierta inmediatamente y con cuidado las postas calientes en el calorímetro, agite, obser&e la ele&aci'n de la temperatura "asta que esta permane-ca constante y registre este &alor.
DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO: 1º Parte: Para determinar la cn!tante "#$ del calr%metr&
Calorímetro
m H2O =
200 g
Vaso de Vidrio
m H2O = 200 g
T i =24 °C
T i =39 °C
T f =32 °C
T f =32°C
2º Parte: Para determinar la capacidad calorífca del slido!
Calorímetro
m H2O =
"00 g
Vaso de Vidrio
m postas #P$% = 200 g
T i =24 °C
T i =24 °C
T f =2& °C
T f =50 °C
CALCULOS E'ECTUADOS Primera (arte: Calculo de la constante K del calorímetro. $ara calcular tanto el calor ganado como el calor perdido del agua, se "a de suponer que la capacidad calorífica del agua para este y todos los restantes c)lculos, es de 1.99 calFg> grado. 2ediante un balance de energía, de determina la constante del CL;42E34; (K! en donde el &alor ganado por el agua en el calorímetro es igual al perdido por el agua del &aso de &idrio.
' H2O ganado = ' H2O
Utilizando la ecuación general para determinar el calor ganado o perdido por el agua.
' H20 = mH2OCH2O#(T%H2O ' H2O = Calor ganado o perdido del agua (calora!" mH2O = Cantidad de agua (gramo!" CH2O = Capacidad calor#ca del agua (cal$g%grado" #(T%H2O = &ariación de temperatura del agua (° grado!" 'ganado = '' H20 calormetro ) ' ' calormetro 'ganado H2O = ' mH2OCH2O (*3 + *i" H20calormetro ) '() calormetro " (*3 + *i" calormetro
'perdido = ( mH2O" (CH2O" (*3 + *i" ,a!o de ,idrio -O*/'perdido !iempre !er negati,o1 deido a ue * e! menor ue *i
e!pe6ando
) calormetro =
) = %375
Se)*nda (arte: Calculo de la capacidad calorífica (C! del plomo ($b!
' ganado = ' perdido =ue&amente se "ace un balance de calor *eterminar el calor perdido por las postas de plomo. +perdido por las postas / (m$b!(C$b!(3f G 3i !$b +ganado / H+ I:; calorímetroJ @ H+calorímetroJ + I:; calorímetro / HmI:;CI:;(3f G 3i ! calorímetroJ +calorímetro / H(# calorímetro!!(3f G 3i !calorímetroJ
Sustituyendo en el balance de calor Hm I:; C I:; ( 3f G 3i ! calorímetroJ @ H(# calorímetro! !(3 f G 3i ! calorímetroJ / H/ (m $b!( C $b!( 3f G 3i !$bJ
Calcule la capacidad calorífica de las postas despe#ando C$b0
-0.16
la capacidad calorífica de una sustancia con relaci'n a la del agua se llama, calor especifico de esa sustancia. *ebido a que se "a considerado la capacidad calorífica del agua como de 1.99 calFg grado, el calor especifico de las postas es el &alor num%rico de la capacidad calorífica calculada.
CONCLUSIONES l t%rmino de la presente pr)ctica aprendimos a determinar la capacidad calorífica de un calorímetro que mantenía una presi'n constante. $ara calcular esta constante fue indispensable conocer perfectamente la temperatura tanto de los reacti&os utili-ados indi&idualmente, como tambi%n la temperatura de todo el sistema. $or medio de las dos experimentaciones reali-adas nos dimos cuenta que el calorímetro aíslo la temperatura de los dos líquidos utili-ados, pro&ocando de esta manera que existiera un flu#o de calor entre las dos sustancias de manera tal que el sistema adquiri' una temperatura que se mantu&o constante, la cual se conoce como temperatura de equilibrio del sistema. 3ambi%n nos pudimos dar cuenta que el cambio de temperatura que se present' en el sistema est) en funci'n del tiempo, es decir, al momento de me-clar los dos líquidos a diferentes temperaturas el cambio que se present' dur' un peque6o lapso de tiempo. Es importante mencionar que experimentalmente existi' un porcenta#e de error debido principalmente al momento perdido en tapar el calorímetro despu%s de agregar el segundo líquido, esto porque pro&oca que el sistema no se mantenga completamente aislado.
5ibliografía. Cort%s u)re-, le#andro. uimica B, 1 Edici'n, 2%xico 1MMM.
Cutnell. uimica, Editorial Limusa Niley, : Edici'n, 2%xico :99. "ttp0FFcac"ica"iquimica.blogspot.mxF:91:F9:F&ideo>la>practica>:>capacidad."tml "ttp0FFes.OiPipedia.orgFOiPiFCapacidadQcalorRCBR*fica "ttp0FFOOO.geociencias.unam.mxFangfsotoFfisicamodernaFpresentacionesFEstadoQsolido. pdf
