DETERMINACION DEL CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS 1. OBJETIVO
Determinar el calor específco de sólidos sólidos mediante el método del Equilibrio Equilibr io Térmico. Térmico.
2. FUNDAMENTO TEORICO La Termodinámica es el campo de la ísica que describe y relaciona las propiedad propiedades es ísicas ísicas de sistemas sistemas macroscó macroscópicos picos de materia materia y energía energía.. Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro se dice dice que que tien tiene e lugar lugar un proce proceso so term termodi odinám námico. ico. !l de"ar de"ar dos dos sustancias sustancias de dierente temperatura temperatura en un dispositi#o aislado llamado calorímetro ocasionamos ocasionamos un proceso termodinámico de un sistema macroscópico macroscópico debido a la e$istencia e$istencia de un intercambio de calor entre ambas substancia ocasionando un lu"o de calor %&'(
T!
Q = m c (Tf –
!un cuando se reali)a una despreciable cantidad de traba"o mecánico durante el proceso la ley de la conser#ación de la energía requiere que el calor que cede la sustancia más caliente %de calor especíico desconocido' sea igual al calor que recibe el agua. *or e"emplo suponga que ms es la masa del solido del cual se quiere conocer su calor especíico Cs es su calor calor espec especí íico ico y Ts es su temperatura temperatura inicial. +imilarmente +imilarmente sean m a C a y T a los correspondientes #alores para el agua. +i T e es la temperatura inal de equilibrio después de que se me)cla todo. El calor ganado por el agua es(
m" c" (T # – T "!
+uponiendo que el sistema no gana ni pierde calor se sigue que el calor ganado por el agua debe ser igual al calor cedido por el sólido.
Q"$% = & Qc#' m" c" (T # – T "! = & m% c% (T # – T %!
Despe"ando (
C% = m" c" (T # – T "! m% (T % – T #!
). EQUIPO * MATERIALES. o Calorímetro de me)clas de #apor o Calentador de -oac
o Termómetro /angueras
o 0alan)a y probeta graduada acero y de cobre
o ,enerador
o
o *laquetas de
+. PROCEDIMIENTO. 1na Técnica para medir el calor especíico de sólidos o líquidos consta sencillamente en calentar la sustancia 2asta cierta temperatura colocarla en un recipiente con una masa dada de agua a temperatura conocida y medir la temperatura del agua una #e) que se 2aya alcan)ado el equilibrio para esto debemos seguir los siguientes pasos( a' Las muestras sólidas se colocan en el calentador de -oac que permite ele#ar la temperatura de las muestras sin que estas entren en contacto con el agua o #apor. b' ! continuación se 2ace pasar el #apor del generador a tra#és del calentador de -oac. El #apor debe luir durante un largo tiempo y para comprobar si se 2a alcan)ado la temperatura se introduce un termómetro en el recinto donde está la muestra sólida.
c' Depositar en el calorímetro una cantidad de agua a temperatura conocida. d' 1na #e) calentada la muestra ésta se de"a caer en el calorímetro que contiene agua a temperatura conocida.
e' De"e que se estable)ca el equilibrio. ' /ida la temperatura de equilibrio de la me)cla y se obtiene el #alor del calor especíico de la sustancia sólida por el método del equilibrio térmico
,. MEDICION- CALCULOS "! P"" /" 0/"#3" '# "c#4 0/"#3" '# c4$#5 Determinar las medidas iniciales de( medidas iniciales de( /asa del sólido %ms' 3 4567 gr. %ms' 3 7454 gr
$! P"" /"
Determinar las /asa del sólido
/asa del agua %ma'3 89 gr.
/asa del agua %ma' 3 89 gr.
Temperatura del agua %Ta :;' 3 49 c. 49 c.
Temperatura del agua %Ta :;' 3
Temperatura del sólido %Ts :;' 3 46 c. 348 c.
Temperatura del sólido %Ts :;'
Temperatura de equilibrio %Te :;' 3 7< c. Temperatura de equilibrio %Te :;' 349 c. c' Calcular( o =allar el calor específco de cada sustancia utili)ando la siguiente órmula( Cs 3 ma ca %Te > Ta' ? ms %Ts > Te' 3
6.11 cal ?%g :C' %acero' 6.678 cal ?%g :C' %cobre'
9. CUESTIONARIO. 1. :C;/#% %4< /"% <'"'#% '#/ c"/4 #%0#cfc4> R. @?%g :C' y cal ?%g :C' 2. S #< /?" '# "?" %# 3/@"" #/4- '#'@c" /" #0#%< 0"" '#3#m<" #/ c"/4 #%0#cc4 '#/ %4/'4 04 #/ m%m4 04c#'m#<34. R. El calor específco del 2ielo 3 9.8 cal ? %g $ AC' 3 4.9< @ ? %g $ AC' ). :Q #% /" c"0"c'"' c"/4c"> R. La capacidad calorífca o capacidad térmica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífca transerida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que e$perimenta.
+. :Q 04c#<3"# '# #4 #%3# #<3# /4% G"/4#% #0#m#<3"/#% H /4% G"/4#% 3#c4%> E0/# #/ 04. R. E$iste un 6B de error segn( E= ( G"/4 3#c4 & G"/4 #0#m#<3"/ ! 166 G"/4 3#c4 E= (6.11+ cal ?%g :C' & 6.11 cal ?%g :C' ! 166 6.161 cal ?%g :C' 3 55B %acero'
E= (6.68) cal ?%g :C' & 6.678 cal ?%g :C' ! 166 6.678 cal ?%g :C' 3 66 B %cobre'
