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Calor Específico de un metal
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Daniel Muñoz y Laura Serrano IPPA
Determinación del calor específco de los metales.
Ley de Dulong-Petit. PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
1.OBJ ETI VO: O:
Mediante el desarrollo de esta práctica se pretende determinar el calor específico de varios metales como el aluminio, hierro y latón (aleación de cobre y zinc) mediante e cálculo del equivalente en agua de un calorímetro cuyo valor del calor específico es desconocido. ara ello se utilizará el m!todo de mezclas para la determinación del equivalente en agua. "sí mismo, mismo, comprobaremos la Ley de Duolong Petit .
2.I NTRODUCCI ÓN: #omo hemos dicho anteriormente, el ob$etivo de esta práctica es calcular el calor específico de varios metales. or ello es fundamental conocer de manera más detallada que significa el concepto de calor% se considera calor la transferencia de Sign up to vote on this title energía de un cuerpo de mayor temperatura a un cuerpo de menor temperatura.
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or lo tanto, cuando a una masa se le proporciona una cantidad de calor dQ, dQ, su temperatura varía una cantidad dT . &elacionando estos dos conceptos de manera
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c=
∁
m ('presada en
J K . Kg en el istema *nternacional)
í que es cierto que además de las unidades del istema *nternacional tambi!n cal podemos usar para medir el calor específico g ℃ .
'n primer lugar convertiremos los julios a calorías mediante el factor de conversión / cal 0 1./21 3. or otro lado, si quisi!ramos epresar el calor especifico por mol en vez de por masa, es necesario tener en cuenta la masa molar del elemento que vam a analizar. 'n el caso del agua (es el caso más sencillo ya que su calor especifico, como bien sabemos, es /
cal K . g
debemos multiplicar el calor especifico del
elemento por su respectiva masa molar (/2
g mol ). #omo resultado, los gramos
a Preview /2 desaparecen y nos aparecen losYou're molesReading dividiendo
cal molK
Unlock full access with a free trial.
+icho esto, qu! duda cabe que no todas las sustancias necesitan la misma energía Download With Free Trial para aumentar su temperatura ya que el calor especifico de cada sustancia es diferente. 4n e$emplo seria el comparar el agua a unos /56# con el hielo (756#), el a en forma líquida tiene un calor especifico de 1/28
J o, lo que es lo mismo, ℃to vote Kgup Sign on this title
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cal g ℃ , en cambio, el hielo tiene un calor especifico de 9:;:
Not useful J Kg ℃
cal o :,5 g ℃
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Daniel Muñoz y Laura Serrano IPPA
M C =− M 2
( T E−T ) − M T T − ( E ) 2
1
1
>abiendo obtenido este valor podremos completar la epresión para el m!todo de mezclas ya que consiste en mezclar dos masas M / y M9 de agua a sus respectivas temperaturas ?/ y ?9 y observar la temperatura de equilibrio ? '.
C metal
=o que antes era
C metal
¿−C
1
( M + M C )( T E−T ) M ( T E−T ) 1
¿−C
1
M 1 ( T E−T 1 )
ahora será
M 2 ( T E−T 2 )
1
2
2
gracias a que hemos conseguido denotar el va
de M#.
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial. 3.MATERI ALUTI LI ZADO:
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-
#alorímetro de 5:: ml
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4.DESARROLLO DELAPRÁCTI CA YRESULTADOS: A) Cálculo del equivalente en agua del calorímetro M c mediante el método de mezclas.
'n primer lugar pesamos el calorímetro en ausencia de agua ya que esta medida va ser constante a lo largo de toda la práctica. " continuación medimos una cantidad agua a la que denotaremos como M /, la cual estará a temperatura ambiente. osteriormente, medimos otra cantidad de agua definida como M 9, la cual estará a temperatura mayor que M / ya que epondremos esta agua en un hornillo.
4na vez hecho esto, medimos la temperatura de nuestra cantidad de agua M / y la denotamos como ? / y, a diferencia que esta temperatura, la ? 9 será la temperatura e momento eacto de $untar las dos cantidades de agua previamente medidas.
ara acabar nos queda determinar el valor ? ' el cual va a ser la temperatura en la q You're Reading a Preview se encuentre en equilibrio el sistema. Unlock full access with a free trial.
+icho esto, ya tenemos todos los datos necesarios para completar la formula y obte el equivalente en agua del calorímetro M #. With 'steFree valorTrial es necesario para el posterior Download cálculo del calor específico ya que el problema está en que el calorímetro no consig aislar el contenido del medio por completo y, por ello, el calorímetro cederá o absorb parte del calor del sistema. Sign up to vote on this title
=a fórmula para calcular el equivalente en agua del calorímetro es la siguiente
(
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=os conceptos definidos anteriormente los epresaremos en la siguiente tabla para poder estimar el error en esta medida, por ello, hemos repetido este proceso tres veces.
M/0Masa de agua a temperatura ambiente M90Masa de agua a una temperatura más elevada ?/0?emperatura de la masa de agua M / ?90 ?emperatura de la masa de agua M 9 ?'0?emperatura de equilibrio m 0 Masa del calorímetro mi0 m C M / mii0 m C M 9 C M/ MCAL=397.8 g
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mi M1 T1 mii M2 T2 TE MC Download With J ± 0.1 ( g ) ± 0.2 ( g ) ± 0.1 ( ℃ ± ± 0.2 (Free g ) Trial ± 0.1 ( ℃ ± 0.1 ( g ) 0.2 ( g )
(
589.9 586.8 589.5
/;9./ /2; /;/.B
9:.8 9/ 9:.9
2:9.1 2D1.1 2:2.8
9/9.5 91B.8 9/;./
g℃
D2.B 9;.8 99.2 DB.B D:./ /B.2 Sign up to vote on this title D;.5 D:./ /8.D
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M n
(¿ ¿ Ci − M ) ∑ =
2
C
i
1
¿ 1.96
n ( n −1 ) M C =√ ¿
J g℃
J Resultado i!al" 19 ± 2 g ℃
B) Determinación del calor específico de los tres metales de prue
+ebido a que en el anterior apartado de la práctica ya hemos obtenido el peso del calorímetro en ausencia de agua (m) procedemos directamente a pesar el calorímet You're Reading a Preview con el agua a temperatura ambiente (mE) cuando !sta sea estable y homog!nea. " continuación, introducimos el metal (M /)access a una temperatura estable (a ebullición), y Unlock full with a free trial. vuelve a pesar todo el sistema para hallar el valor del peso del metal que será M1=m# $ m. Download With Free Trial
ara la determinación del calor de los metales utilizamos la siguiente fórmula, sabie que #/ es 1,/21
J : gK
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( M + M )( T
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?90 ?emperatura del metal ?' 0 ?emperatura de equilibrio 4na vez obtenido el calor específico (
J ¿ , para hallar el calor específico molar gK
C%= C metal & M +onde M masa molecular de cada metal
Masas moleculares de los metales empleados
•
•
•
•
g Finc 85.D2 mol
#obre 8D.55
g mol
>ierro 55.D2
g mol
g "luminio 98.;2 mol
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∆ C =|−C 1
|
|
(Te−T 1) ( M 1 + Mc )( Te−T 1 ) ( Te−T 1) ∆ M 1 +|−C 1 ∆ M 2 +|−C 1 M 2 ( Te −T 2 ) M 2² ( Te−T 2 ) M 2 ( Te−T 2
Ginalmente, para hallar el cálculo del error específico molar utilizaremos la siguiente fórmula ∆C ! "
M ∆ C metal
'n la siguiente tabla vamos a mostrar los datos obtenidos de cada metal mediante l fórmulas que hemos eplicado anteriormente
mi
Metal
M1
T1
M2
T2
TE
± 0.1
± 0.2
± 0.1
± 0.2
± 0.1
± 0.1
( g)
( g)
( ℃)
( g)
( ℃)
( g)
)ie**o
5;B.;
9::./
99.1
Lat+!
89B.B
99;.;
Alumi!io
89:.1
999.8
You're Reading a Preview /2:./
J g K
#C
J g K
9B.2
:.1:
:.:9
Unlock full access trial. 9/.1 /2: with a free ;B.1
98./
:.D2
:.:9
9/.;
D/.5
:.2/
:.:D
/B2.;
;8.B
C metal
;2.5
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'n conclusión, podemos determinar que los resultados del calor específico de cada metal son Sign up to vote on this title
•
>ierro 22
±
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J molK
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agua ya que la temperatura se mide o en la superficie del líquido o en la profundida la fuente de calor (placa calefactora) no es homog!nea, lo que hace que la parte superior est! más fría y la inferior más caliente, suele ser el principal error.
or otra parte, con los resultados obtenidos en el apartado @, podemos concluir que calor específico de cada metal se aseme$a a lo que plantea la =ey de +ulong etit, q establece que todos los metales tienen el mismo calor específico, 2'.9' ,- mol odemos observar que hemos obtenido unos valores muy similares, aunque cabe destacar que en los casos del latón y hierro nos sale unos valores más pequeAo comparándolo con el valor obtenido en el caso del aluminio que podemos afirmar qu es una aproimación bastante buena.
'n cuanto al cálculo de errores, cuando se trata de medidas directas se coge el e que determina el propio aparato.
=os datos obtenidos de los calores específicos de los tres metales comparados con reales son muy seme$antes. 'n el caso del >ierro su valor es de :.15 J comparado con nuestro valor de :.1 g K . 'l calor específico del =atón es de You're Reading a Preview
J g K
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siendo eactamente el mismo a nuestro cálculo. H, por Iltimo, el Download With Free Trial J
específico del "luminio es de :.2;B :.2/
J g K
buenos.
g K
siendo un poco mas alto a nuestro cálc
son . 'n líneas generales podemos decir Signque up tonuestros vote on this cálculos title
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'n resumen, podemos concluir que se han obtenido unos resultados eitosos con
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ht t p: / / www. sc. ehu. es/ sbweb/ fisi ca/ est adi st i ca/ ot r os/ cal ori met r o/ cal ori met m Tabl aper i ódi caht t p: / / www. pt abl e. com/ ?l ang=es ht t ps: / / es. wi ki pedi a. org/ wi ki / Cal or_es pec%C3%ADfico ht t p: / / www. sal onhogar. com/ ci enci as/ fisi ca/ cal or / cal or especi fico. ht m
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