E.A.P de Mecánica de Fluidos
EXPERIENCIA Nro.9 TEMA: ABSORCIÓN DE CALOR Y ENERGÍA ASIGNATURA:
LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL
PROFESOR:
ING. BENIGNO HILARIO ROMERO
INTEGRANTES:
ANCCAI HUA!LLA EDUARDO "#"$%&%' AROTEGUI RODRIGUE( ALDO "#"$%"&' BLA MIRANDA FERNANDO RA)L "#"$%"$*
FECHA:
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INTRODUCCIÓN
En el presente informe que lleva como título absorción de calor y energía, se conocerá los conceptos sobre calor especifico, capacidad calorífica, calor de solución y calor de reacción de igual manera se aprenderá experimentalmente en el laboratorio a calcular correctamente la determinación de la constante del calorímetro K cal/grado, el calor especifico de un sólido y los cambios cualitativos durante una reacción. Los obetivos a cumplir son los siguientes! " #eterminar cuantitativamente la energía asociada a los cambios químicos y físico. " #eterminar las capacidades caloríficas a presión constante atmosf$rica de sólidos y del sistema calorim$trico.
& %&'(E)*'#+# &+'-&+L +- #E *+& +)-* Facul-ad de Ciencias Fisicas
PRINCIPIOS TEÓRICOS CALOR El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes 0onas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este fluo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura 1acia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor 1asta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio t$rmico. La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe rese2ar la radiación, la conducción y la convección. La condición esencial para que exista calor es que de 1aber diferencia temperaturas en 3 sustancias.
CALORIMETRIA En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos y químicos se miden con un calorímetro, recipiente cerrado dise2ado específicamente para este propósito. Es estudio de la calorimetría, la medición de los cambios de calor, depende de la compresión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica, por lo cual se consideran en primer t$rmino.
CALOR ESPECÍFICO Y CAPACIDAD CALORÍFICA El calor específico (Ce de una sustancia es la cantidad de de calor que se requiere paraelevar un grado elsius la temperatura de un gramo de la sustancia. *us unidades son 4/g56. La capaci!a! calorífica (C de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado elsius la temperatura de determinada cantidad de sustancia. *us unidades don 4/6. El calor específico es una propiedad intensiva, en tanto que la capacidad calorífica es una propiedad extensiva. La relación entre capacidad calorífica y calor específicos de una sustancia es 7 me *i se conoce el calor específico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de la muestra 89t: indicará la cantidad de calor 8q: que se 1a absorbido o liberado en un proceso en particular. Las ecuaciones para calcular el cambio de calor están dadas por q 7 me 9t q 7 9t #onde 9t es el cambio de temperatura! final inicial 9t 7 t ; t El convenio par que el signo de q es igual que para el cambio de entalpía< q es positiva para procesos endot$rmicos, y negativo para procesos exot$rmicos.
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MATERIALES Y REACTI"OS #urante esta novena y =ltima experiencia, pudimos observar, anali0ar y calcular algunas propiedades de la absorcion de calor y energía. >ara ello tuvimos que necesitar ciertos materiales tales como!
?res vasos precipitados de vidrio de 3@A mL. %na probeta de BAA mL. %n termómetro de BAAC. D3uestras sólidas de +l, e, >b, u.
PROCEDIMIENTO E#PERIMENTAL$ De%er&i'aci' !e la co's%a'%e !el Calorí&e%ro ) cal*+ra!o a. En un vaso de vidrio pyrex de 3@A mL que sirvió de calorímetro se agregó BAA g de agua potable. *e tomó la temperatura del agua denotada por ? B. b. *e colocó BAA g de agua en un segundo vaso de BAA mL y caliente 1asta una temperatura entre F@ a GA6. La temperatura medida se denotó como ? 3. c. 'nmediatamente enfriar el termómetro con abundante agua fría. d. *e vertió los BAA g de agua caliente en el calorímetro, agitándose con cuidado 1asta que el sistema alcan0a la máxima temperatura. *e anotó la máxima temperatura del sistema denotada como ? m.
H ganado 7 ;H perdido alor ganado! calor ganado por el calorímetro I calor ganado por D 3- del calorímetro. * %&'(E)*'#+# &+'-&+L +- #E *+& +)-* Facul-ad de Ciencias Fisicas
alor perdido! calor perdido por el D 3- del vaso 3 #e la expresión anterior se determina el valor de K cal/grado 8o 4oule/grado:
) ,( T&
-T. /
&01O , ce( 01O ,( T&
-
T.
23
&01O ,ce(01O ,( T&
-
T1
+ partir de esta ecuación se determina K, cuyo valor es siempre positivo.
Calor específico !e 4' sli!o$ i. *e colocó BAAg de agua en el calorímetro. edir temperatura ? B. ii. *e peso una cantidad dada por el profesor de un sólido 8metal: y se colocó en el vaso de BAA mL.
iii. *e calentaron los perdigones en un ba2o de arena 1asta que el sistema alcan0a una temperatura entre mayor de BAA6. iv. Luego se midió la temperatura de sólidos denotada como ? 3. v. *e introduce y sumerge la muestra sólida, con muc1o cuidado, en el agua del calorímetro y cada BA segundos anotar los cambios de temperatura. vi. edir la temperatura del sistema calorim$trico denotada por ? m.
H ganado 7 ;H perdido alor perdido! calor perdido por la muestra sólida del vaso 3 alor ganado! alor ganado por el calorímetro I calor ganado por el D 3- del calorímetro
# %&'(E)*'#+# &+'-&+L +- #E *+& +)-* Facul-ad de Ciencias Fisicas
CUESTIONARIO$ 1. Calcular el valor de la constante del calorímetro k(cal/grado).
?B73GC ?37F@C ?m73C
J83C3GC: I 3AAg8Bcal/g.C:83C3@C: 7 3AAg8Bcal/g.C:83CF@C: J 7 GA cal/C
m8D3-:73AAg
2. Determinar el calor especifico de la muestra solida que indica el profesor.
?B73GC ?37M3C
8GAcal/C:83@C3GC: I 3AAg8Bcal/g.C:83@C3GC: 7 @A.NOg.ce8>b:.83@C
M3C: ?m73@C
ce8>b: 7 A.BAAG cal/g.Cc
m8D3-:73AAg m8>b:
[email protected]
3. Fundamente el resultado de la pregunta (2) que consideraciones se de!e tener en cuenta en la pr"ctica si este # de error es mu alto. Como se nota el calor específico del solido es $.$$2 maor que el del valor te%rico. &a variaci%n entre estos valores es mu peque'a. sto se de!e a que !a'amos los metales en arena que permiti% que el calor se difundiera uniformemente por todo el metal. De a!er resultado un alto porcenta*e de error+ se de!e considerar en que recipiente o sistema se est" calentando el metal se recomienda reali,ar el mismo procedimiento mencionado en los detalles e-perimentales.
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5I5LIO6RAFÍA
)aymond 1ang, PHuímica Qeneral 8&ovena Edición:R S apítulo BG 8Equilibrio Huímico: S apítulos BG.B, BG.3. TTT.ciencia.net S Equilibrio Huímico es.TiJipedia.org S Equilibrio Huímico S onstante de Equilibrio S >rincipio de Le 1atelier S olorimetría U)-*, ? Lemay Huímica, la ciencia central / BN arrasco (enegas Luis Huímica experimental 1ang )aimond Huímica Qeneral TTT.diclib.com TTT.TiJipedia.com
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