Conservacion de Energia Calorifica y Calor Especifico

LABORATORIO DE FISICA II

INGENIERO:

EXPERIMENTO 4: CONSERVACION DE ENERGIA CALORIFICA Y CALOR ESPECIFICO OBGETIVOS:  

Determinar el calor específico de muestras sólidas Determinar la capacidad calorífica del calorímetro en forma experimental.

APLICACIONES:

LABORATORIO N° 04

Generalmente en la mayoría de los países, se habla ya de calor cuando la temperatura supera los 26 ºC en cualquier hora del día, aunque varía mucho según la estación del año en que se encuentre una persona. Por ejemplo, 20 ºC en verano es considerado una temperatura fresca, mientras que en invierno, esta temperatura es considerada templada o cálida. El fenómeno "ola de calor" se da cuando las temperaturas diurnas superan los 32 ºC y las nocturnas (o al amanecer) no bajan de los 23 ºC por tres días y es común en casi todo tipo de climas en época veraniega, a excepción de los países cerca de los polos, con clima templado y polar, cuando es muy infrecuente o casi nulo, y se hace más frecuente cuando los países están más cerca de los trópicos (países con climas tropical y subtropical). Esta denominación de ola de calor no quiere decir necesariamente calor excesivo ni temperaturas inusuales para la estación; pretende alertar sobre consecuencias perjudiciales en personas o colectivos vulnerables. El ser humano siente más calor cuando hay más humedad en el ambiente. Por ejemplo, una temperatura de 30 ºC, pero con humedad ambiental del 10 %, se sentirá como si el ambiente fuese de solo 28 ºC. Pero con humedad ambiental del 90 %, se sentirá como si el ambiente fuese de 40 ºC.

EQUIPOS NECESARIOS: 

Calorímetros tecno por 6  Termómetro de mercurio  Agua fría y caliente  Sensor de temperatura acero inoxidable  Prueba de aluminio, cobre y fierro   Balanza  Agua hirviendo  Agua fría

RECOLECCION DE DATOS:

TABLA N° 1.1 PRUEBA 1 LABORATORIO N° 04

PRUEBA 2

Mcal Mcal+agua fria

26 gr 210gr

25gr 195gr

Mcal+agua caliente

164gr

198gr

Tfria

16°

16.9°

Tcaliente Tfinal

69° 37°

71.4° 39.8°

Mfinal

343gr

393gr

ANALISIS DE DATOS: Para calcular ΔH fría ΔH caliente usamos las siguientes formulas: Para la prueba 1 aluminio

Para la prueba 2 cobre

 ΔH frio=(Magua frio=(Magua fría)*(  ΔTfria)*(1cal/g.°c)  ΔTfria)*(1cal/g. °c)  ΔHfrio=(184)(21)1cal*g.c/g.c)  ΔH frio=3864 cal

 ΔHfrio=(Mfria)( ΔT fria)(1cal/g.°c) fria)(1cal/g. °c)  ΔHfrio=(170)(22.9)(1) gr.°c.cal/g.°c  ΔHfrio=3893 cal

 ΔH caliente=(M caliente)(  ΔTcaliente)(1cal/g.°c)  ΔTcaliente)(1cal/g.°c)  ΔH caliente=(138gr)(32°c)(1cal/g.°c) caliente=(138gr)(32°c)(1cal/g. °c)  ΔH calente= 4416 cal

 ΔHfrio=(Mcalientes)( ΔT caliente)(1cal/g.°c)  ΔHfrio=(173)(31.6)(1) gr.°c.cal/g.°c  ΔHfrio=5466.8 cal

Prueba 1: aluminio

Prueba 2: cobre

Magua fría

184 gr

170gr

Magua caliente

138 ge

173gr

 ΔT frio

21°c

22.9°c

 ΔT caliente

32°c

31.6°c

 ΔH frio

3864 cal

3893 cal

 ΔH caliente

4416 cal

5466.8 cal

DATOS EBALUADOS: FORMULAS:

LABORATORIO N° 04

M agua=M total – total  – (M  (M cal + M muestra)  ΔT agua = T final – T –  T frio  ΔT muestra = T ebullición agua – T –  T final El calor perdido de la muestra de metal de ser igual al calor ganado por el agua. El calor perdido por muestra = (M muestra) (C muestra) muestra ) (ΔT muestra)= (ΔT muestra)= (M agua) (C agua) agua ) (ΔT agua)= (ΔT agua)= el calor ganado por agua. Remplazando datos: Para el Aluminio: = (M muestra) (C muestra) muestra ) (ΔT muestra)= (ΔT muestra)= (M agua) (C agua) agua ) (ΔT agua) (ΔT agua) = (28gr) (C muestra) (57.6)= (187gr) (1) (5) =0.5797 cal/g.°c Para el Cobre: = (M muestra)(C muestra)( ΔT muestra)=(M agua)(C agua)( ΔT agua) = (89gr)(C muestra)( 43.6)=(284gr)(1)(4) =0.2928 cal/g.°c Prueba 1: aluminio

Prueba 2: cobre

M cal

26gr

25gr

M muestra

28gr

89gr

T frio

17°c

17°c

T final

22°c

21°c

M total

242gr

398gr

M agua

187gr

284gr

5°c 57.6°c

4°c 43.6°c

C

0.5798 cal/g°c

0.2928 cal/g.°c

T muestra

79.6°c

64.6°c

 ΔT agua  ΔT muestra

CUESTIONARIO:

LABORATORIO N° 04

1. ¿Cuál tubo más energía termal, los calorímetros de agua antes de que fuesen mescladas o después de que se mesclaron?¿fue la energía conservada? 2. si 200gr de agua en 85°c fueron añadidos 150gr de agua en 15°c ¿Cuál sería la temperatura final de equilibrio de la mescla?

15 c°

T equilibrio

Magua=150gr

85°c M agua=200gr

Calor ganado=calor perdido M ce Δ ce ΔT= T= M ce Δ ce ΔT T (150)(1)(Teq-15)=(200)(1)(85-Teq) 359Teq=19250 Teq=55°c 3. determine el calor específico de las muestras Aluminio: Valores teóricos: C aluminio= 0.214 cal/g.c = (M muestra)(C muestra)( ΔT muestra)=(M agua)(C agua)( ΔT agua) = (28gr)(C muestra)( 57.6)=(187gr)(1)( 5) =0.5797 cal/g.°c Cobre: Valores teóricos:

C cobre=0.094 cal/g.c

= (M muestra)(C muestra)( ΔT muestra)=(M agua)(C agua)( ΔT agua) = (89gr)(C muestra)( 43.6)=(284gr)(1)(4) =0.2928 cal/g.°c

LABORATORIO N° 04

4. determine el error absoluto, relativo y porcentual, al comparar el valor teórico con el valor obtenido. Para el aluminio: 

Error absoluto:

E a=|Vr-Ve| Ea=|0.214-0.579| Ea=0.365



Error relativo: Er=|Vr-Ve/Vr| Er=|0.214-0.579/0.214| Er=1.70561



Error relativo porcentual: Er%= porcentual: Er%=|valor teórico-valor experimental/valor teórico|*100 Er%=|0,217 - 0.5797 cal/g.°c/0.217| *100 Er%=162.67%

Para el cobre: 

Error absoluto:  absoluto: 

Ea=|Vr-Ve| Ea=|0.094-0.293| Ea=0.199



Error relativo: Er=|Vr-Ve/Vr| Er=|0.094-0.293/0.094| Er=2.1270



Error relativo porcentual: Er%=|valor teórico-valor experimental/valor teórico|*100 Er%=|0,093 - 0.5797 cal/g.°c/0.093| *100 Er%=523.333%

LABORATORIO N° 04

5. como se comparan los calores específicos de las las muestras con el calor especifico del agua. Realice dicha comparación comparac ión y diga que se obtiene. Ejemplo: Sea calor especifico de la masa=0.5 masa=0.5 cal/g.c ¿calculamos el calor especifico del agua? = (M muestra)(C muestra)( ΔT muestra)=(M agua)(C agua)( ΔT agua) = (28gr)(0.5cal/g.c)( 57.6)=(187gr)(Cagua)( 5) C agua=0.8624 cal/g.°c

6. mencione cualquier pérdida o ganancia de calor no deseado que podría podría haber afectado los resultados.  Por la variación de temperatura del ambiente. la disminución de la masa.  Por la  Mala calibración de los equipos.  Errores personales.

7. determinar el error relativo relativo porcentual de la temperatura de equilibrio para el sistema liquido-liquido. PRUEBA 1: ALUMINIO:

FRIO

CALIENTE Error relativo:

m.ce (TF-T) =m2ce (T2-TF) Er=|Vr-Ve/Vr|

(184)(1)(TF-16)= (138) (1) (69-TF) Er=|37-38.7/37|

184TF=12466 Er=0.046

TF=38.7 °C Error relativo porcentual: Er%=0.046*100

T final real=37°c

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PRUEBA 2: COBRE: Error relativo:

FRIO

CALIENTE Er=|Vr-Ve/Vr|

m.ce(TF-T)=m2ce(T2-TF) Er=|39.8-44.4/39.8|

(170)(1)(TF-16.9)= (173) (1) (71.4-TF) Er=0.1156

343TF=15225.2 TF=44.4 °C

Error relativo porcentual: Er%=0.1156*100

Tfinal real=39.8°c

CONCLUSIONES: 

  

Se comprobó el principio de conservación de energía, el cual establece que la energía total de un sistema es igual a la energía final total del mismo sistema. Afianzamos los conceptos de calor, temperatura y calor específico Determinamos valores aproximados a los esperados. Los errores son aceptables y se puede decir que la práctica se desarrolló de manera exitosa.

ECOMENDACIONES  

No intente hacer esto en casa. Tener buen criterio al desarrollar este laboratorio

BIBLIOGRAFIA:    

Guía de laboratorio de física2 Física 2 serway http://es.slideshare.net/ronoroca/informe-calor-especfico http://es.slideshare.net/ronoroca/i nforme-calor-especfico http://es.slideshare.net/Getze94/calor-especi http://es.slideshare .net/Getze94/calor-especifico-termodinami fico-termodinamica ca

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