UNI VERSI DAD DELACOSTA
DEPARTAMENTO DECI ENCI ASBÁSI CAS ÁREADE LABORATORI O DE FÍ SI CA
FACULTAD DEI NGENI ERÍ A
El instrumento utilizado en calorimetr$a se denomina calor$metro.
2.3 e!peratura
a temperatura es una magnitud f$sica que refle!a la cantidad de calor , ya sea de un cuerpo, de un ob!eto o del ambiente. a temperatura est relacionada con la energ$a interior de los sistemas termodinmicos, de acuerdo al movimiento de sus part$culas, y cuantifica la actividad de las mol/culas de la materia0 a mayor energ$a sensible, ms temperatura.
2.% &rincipio cero de la ter!odin'!ica
os o ms cuerpos en contacto que se encuentran a distinta temperatura alcanzan, pasado a un tiempo, el equilibrio t/rmico 2misma temperatura. 8a que la energ$a cedida por un cuerpo es absorbida por el otro hasta alcanzar una misma temperatura
El estado, la solubilidad de la materia y el volumen, entre otras cuestiones, dependen de la temperatura. En el caso del agua a presión atmosf/rica normal, si se encuentra a una temperatura inferior a los (#, se mostrar en estado sólido 2congelada- si aparece a una temperatura de entre 1# y ))#, se encontrar en estado l$quido- si la temperatura es de 1((# o superior, por 4ltimo, el agua presentar un estado gaseoso 2vapor.
2.( Calor latente.
9na sustancia suele e"perimentar un cambio en su temperatura cuando se transfiere energ$a t/rmica entre la sustancia y sus alrededores, sin embargo, hay situaciones en las cuales la transferencia de energ$a t/rmica no produce un cambio de temperatura. Este es el caso siempre que las caracter$sticas t$sicas de la sustancia cambian de una forma a otra, lo que com4nmente se conoce como se conoce como un cambio de fase. :lgunos cambios de fase comunes son solido a l$quido 2fusión, l$quido a gas 2ebullición y un cambio en la estructura cristalina de un sólido. 5odos los cambios de fase implican un cambio en la energ$a interna.
2." Calor Especí#ico
Es una magnitud f$sica que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinmico para elevar su temperatura en una unidad. En general, el valor del calor espec$fico depende del valor de la temperatura inicial y se le representa con la letra c 2min4scula. 5ambi/n, se define al calor especifico como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad 2'elvin o grado #elsius y se la representa con la letra # 2may4scula.
% De$arrollo e3/erimen"al
urante la clase de laboratorio de f$sica, se buscó determinar el calor espec$fico del agua y el calor latente del hielo, usando el calor$metro hielo y agua, cuyos valores de calor especifico son conocidos y el calor latente.
or lo tanto, la capacidad calor$fica espec$fica es el cociente entre la capacidad calor$fica y la masa. 2.$ Calorí!etro
1. ;. 3. =. ?. 6.
Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. 2 Calori!etría
#alor$metro con vaso interno metlico. 5ermómetro.
( ml de volumen. @alanza. 5rozo de hielo.
Fi&+ra 14a"eriale$ /ara la e3/eriencia
a calorimetr$a es la ciencia de medir el calor de las reacciones qu$micas o de los cambios f$sicos.
;
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minutos verificamos por medio del termómetro que haya alcanzado el equilibrio t/rmico, el cual deber marcar una temperatura constante 25f. 5 Da"o$ ob"eni*o$ *el labora"orio :l final de la prctica, se recopilaron los datos de las dems mesas y se r egistraron todos en la 5abla 1. Tabla 1 atos obtenidos de la e"periencia de todos los grupos de laboratorio. Cru po
m1
Fi&+ra 4a"eriale$ /ara la e3/eriencia 1
=(,3g
56,6&
3
=3,3g
=
==,=g
?
=),?g
m 1=6, 7g 1%6, 6& 1=;, 1g 1=3, 3g 1?1, ?g
m 1?, >g 7, 8& ;6, ?g 7=, =g 3(, )g
5empera tura inicial del calor$me tro y agua
5empera tura final de la mezcla
T i
T f
=>D#
3)D#
859C
%59C
=)D#
;)D#
=?D#
?D#
=;D#
;3D#
#al or late nte de fusi ón
Lf 3>,6 1 1:6, 7% 11=, = >1,> ( )3,; 3
5 C;lc+lo$ y an;li$i$ *e re$+l"a*o$
rimero se midió la masa del vaso interior del calor$metro 2m1. uego se calentaron 1?( ml de agua hasta una temperatura de =( y ?(A#, esta se vertió en el calor$metro y se colocó la tapa con el termómetro para posteriormente medir la masa total. ara obtener la masa del agua 2
m2 ¿
rocederemos a calcular el calor latente de fusión del hielo con la siguiente ecuación0
Lf =
se
restó la masa total con la masa del vaso interior del calor$metro 2
( T 1−Tf ) ( m 1 Cc + m 2 Ca) m3
Ccal es el calor espec$fico del calor$metro igual a (,;; cal*gD#, Cagua el calor especifico del agua igual a 1cal*gD# y aplicamos los datos de 5abla 1, tenemos0
m1 . +e tapó el calor$metro y
pasado un minuto y cinco segundos se midió la temperatura inicial del sistema calor$metroBagua 25i.+e introducen los trozos de hielo en el calor$metro para poder medir la masa total que incluir 2el calor$metro con su tapa, el agua, el termómetro y el hielo. #on las masas totales medidas 2agua y hielo se obtiene la masa del hielo que se depositó en el calor$metro. uego agitamos el agua del calor$metro para que todo el hielo se funda hasta alcanzar la temperatura final de equilibrio. espu/s de unos
( 54 ° C −34 ° C ) [( 49,9 g ) Lf =
3
(
)
0,22 cal
g∗° C 27,5 g
+( 139,9 g )(
1 cal
)
g∗° C
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( 20 ° C ) [ Lf =
Lf =
(
10,978 cal
° C
)
+(
139,9 cal
° C
)]
27,5 g
( 3017,56 cal ) 27,5 g
X = Lf =109,73
cal g X =
1
n
1
88,61
2
109,73
3
114,4
4
81,80
5
93,23
n
∑ ai i =1
88,61 + 109,73 + 114,4 + 81,80 + 93,23 5
El error porcentual de este valor est dado por la siguiente ecuación0
X =97,55 Kj / Kg
¿ Vt −Vo ∨ ¿ ∗100
Vt
E =¿
El
valor
promedio
obtenido
es
de
97, 55 Kj / Kg.
¿ 80
cal cal − 109.73 ∨ g g
¿ cal 80 g
∗100
2 Concl+$ione$
e la e"periencia se concluye que el calor latente
E =¿
de fusión de hielo fue de
y
error porcentual obtenido fue de 37.16, esto fue debido a que no se agregó la suficiente cantidad de hielo.
E =37.16
7
e es error porcentual se interpreta que el valor practico se encuentra un poco ale!ado del valor teórico.
Biblio&ra0'a •
#ómo se llevaron a cabo las transferencias de energ$a en forma de calorF
•
G* +e llevaron a cabo las transferencias de energ$a en forma de calor del lugar de mayor calor al lugar de menor calor hasta lograr un equilibrio t/rmico.
Calor la"en"e=#>?#&@
=
Gecuperado de0 http0**ne&ton.cnice.mec.es*materialesHdi dacticos*calorimetro*calorimetro.html Gecuperado de0 efinición de temperatura B Iu/ es, +ignificado y #oncepto http0**definicion.de*temperatur a*Ji"zz3!6I5=Krs
•
5e"to cient$fico. #alor especifico. Gecuperado de0 http0**&&&.te"toscientificos.com*fisica*c alorBespecifico
•
Escuela de ingenier$a forestal y del medio natural. 5ermodinmica.
+e realizó el mismo procedimiento para los datos del calor latente en de cada grupo, obteniendo la 5abla ;.
109,73 cal / g
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Gecuperado0 http0**acer.forestales.upm.es*basicas*udfis ica*asignatura*fisica*termo1p*calor.
?
