“Año Internacional del Quinua”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales
CURSO:
Laboratorio de Fisicoquímica II
PROFESOR:
Eduardo Quiroz !nc"ez
TEMA:
“#eterminaci$n sustancia”
de
%alor
GRUPO HORARIO:
Es&ecí'co
de
()*
ALUMNOS: Aliaga %"oqueca"uana+ #iego
,,,(-.//.)
Al0a %er0antes+ Ale1andro
,,,(-,//(2
Nau&ari alinas+ Noacir
,,,(-,/,32
Neyra 4erino+ Angie
,,,(-,/,-,
Ramírez #íaz+ Aracely
,,,(-.//-,
BELLAVISTA , CALLAO
2013
una
INTRODUCCIÓN En este tema trataremos sobre el calor específco de algunos metales, teniendo un previo concepto !e sabe "ue el calor específco es la cantidad de calor necesaria para #acer variar en un grado la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo, se e$presa en cal5g6% % en 758g69 Cada cuerpo posee su calor específco característico& por e'emplo, el calor específco del agua es , 8cal5 8g 6% Cuando varios cuerpos a di(erentes temperaturas se encuentran en un recinto adiab)tico se producen intercambios calorífcos entre ellos alcan*)ndose la temperatura de e"uilibrio al cabo de cierto tiempo Cuando se #a alcan*ado este e"uilibrio se debe cumplir "ue la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero Demostrando lo anterior en un e$perimento reali*ado a tres metales+ luminio, Cobre % #ierro, en ellos se determinara su calor específco mediante un an)lisis, tomando en cuenta "ue el calor absorbido por un cuerpo ser) igual al calor emitido por el otro, llegando estos al e"uilibrio en un mismo medio
-./
0NDICE
FUNDAMENTO TEÓRICO 1111111111111111111111111111111
4
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 111111111111111111111111111
6
CÁLCULOS RESULTADOS 1111111111111111111111111111111
11
CONCLUSIONES 111111111111111111111111111111111111
13
BIBLIOGRAF!A 1111111111111111111111111111111111111
14
-2/
3UND4ENTO TEÓRICO CALOR ESPEC!FICO El calor específco es el calor "ue da lugar a un cambio de temperatura El calor específco de una sustancia es una medida de la cantidad de calor "ue es necesario suministrar a la unidad de masa de esa sustancia para elevar su temperatura en un grado, siempre "ue no ocurra una variaci5n de (ase6 !e llama calor específco a la cantidad de calor absorbido o emitido por la unidad de masa de una sustancia cuando su temperatura varía en un grado c=
∆Q M × ∆ T
!iendo :Q la cantidad de calor necesaria para elevar la masa 4 de la sustancia un intervalo de temperatura :; 7or lo tanto+ ∆ Q= Mc × ∆ T
Es la cantidad de calor necesaria para producir una variaci5n de temperatura en cual"uier sustancia CALOR SENSIBLE El calor sensible es el calor absorbido o cedido por una sustancia para elevar o disminuir su temperatura, siempre % cuando en el transcurso del calentamiento 8o en(riamiento9 no se #a%an producido ni cambios de estado ni reacciones "uímicas. !e puede determinar a trav:s de la (5rmula+ Q S =m × C pm ×∆ T
D5nde+ 6 ;uía t:cnica para ensa%os de variedades en campo 4 3ern)nde* de ;orosti*a . Tratamiento % valori*aci5n energ:tica de residuos
-=/
Q> Calor sensible m > 4asa de la sustancia % &m > Calor específco medio entre la temperatura inicial %
fnal :; > Di(erencia entre la temperatura inicial % fnal
PRINCIPIO DE LAS
ME"CLAS
?Cuando se me*clan dos sustancias a distinta temperatura, la caliente cede calor a la (ría #asta "uedar ambas a la misma temperatura %, si no #a% in@uencia del medio e$terno, la cantidad de calor absorbida por una es igual a la desprendida por la otraA DETERMINACIÓN DE
CALOR ESPECIFICO DE SÓLIDOS L!#UIDOS: M$TODO
DE LAS ME"CLAS
7ara #acer la aplicaci5n % determinaci5n de los calores específcos, se emplean los calorímetros& estos son unas vasi'as de metal, introducida una dentro de la otra, entre las "ue se pone una materia aislante o simplemente aire, para evitar las in@uencias t:rmicas del medio e$terno En la vasi'a interior se pone una masa 4 determinada de agua Un term5metro nos indica su temperatura t !e calienta el cuerpo, de masa m, cu%o calor específco Ce se trata de determinar, #asta una temperatura ; ma%or "ue t !e introduce el cuerpo en el agua % se agita :sta Ba temperatura del agua asciende de t a un valor m)$imo ;<2 DETERMINACIÓN DEL CALOR
ESPEC!FICO%
COMPARACIÓN
ENTRE DIFERENTES
METALES
Ba determinaci5n del calor especifco de un metal constitu%e un e'emplo de traba'o practico en el "ue cobra especial inter:s la propuesta % discusi5n de di(erentes procesos e$perimentales % su incidencia en los resultados obtenidos, El calor especifco surge como una propiedad característica de las sustancias cuando se estudia la relaci5n entre la variaci5n de temperatura e$perimentada por una cierta masa de la misma energía trans(erida= CALORES
ESPEC!FICOS &A 20 'C CAL(G%) *
2 3ísica general !antiago urbano de Ercilla, Carlos ;racía 4uo* = Conocer los materiales+ ideas % actividades para el estudio de la 3ísica uan Blor:ns 4olina
-F/
7lomo Oro 7latino 4ercurio Cobre ierro luminio
GG26 GG26 GG2. GG22 GGH. G6GJ G.6=
-K/
7ROCEDI4IENTO E<7ERI4ENTB OB+ETIVO GENERAL Determinar el calor específco de algunos materiales s5lidos, usando el calorímetro % agua como sustancia cu%o valor de calor específco es conocido MATERIALES 6 calorímetro de aluminio con agitador 6 probeta de 6GG ml 6 term5metro de bulbo de mercurio 6 plato calentador ;uantes de asbesto 6 vaso de precipitado de FGG ml
6 balan*a analítica 6mec#ero unsen 6 trípode con re'illa 2 tubos de ensa%o 6 pin*a de madera Cobre luminio Lirutas de #ierro
EXPERIMENTO N'1 4edir la masa del s5lido 8CORE9, % luego depositarlo en un tubo de ensa%o Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 2% M./. C: 1.34g
!u'etar el tubo de ensa%o con la pin*a % luego sumergirlo en agua #irviendo Esperar unos minutos % colocar el term5metro % observamos la lectura como ; . Como se muestra en la siguiente imagen+
-M/
F- 3% T5.-7. C: 57 °C
Blenar ,-/ ml de agua (ría en el vaso de precipitado 7oner el vaso precipitado en el plato calentador unos 6G minutos Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 4%
En una probeta de -/ ml medir una masa de agua m, = -/ g, a temperatura ambiente % se vacía en el recipiente interno del calorímetro gitar % observar la temperatura, cuando se #a%a estabili*ado, esta temperatura se reportar) como ; , Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 8%
7roceder a vaciar el contenido del tubo de ensa%o en el recipiente interno del calorímetro
-J/
Cuando est:n en contacto m, % m., agita constantemente #asta "ue la temperatura se uni(ormice, esta temperatura se reportar) como ; eq Trata de evitar (ugas de calor Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 6% T eq C: 26°C
EXPERIMENTO N'2 Traba'amos ba'o las mismas condiciones, por lo "ue antes de iniciar el segundo e$perimento se debe en(riar el vaso interno del calorímetro, %a "ue al absorber calor se calentara % su temperatura inicial variara 4edir la masa del s5lido 8BU4INIO9, % luego depositarlo en un tubo de ensa%o Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 9% M./. .75;: 1.202g
!u'etar el tubo de ensa%o con la pin*a % luego sumergirlo en agua #irviendo Esperar unos minutos % colocar el term5metro % observamos la lectura como ; . Como se muestra en la siguiente imagen+
-H/
F- <% T5.-7. A75;: 70°C
Blenar ,-/ ml de agua (ría en el vaso de precipitado En una probeta de -/ ml medir una masa de agua m, = -/ g, a temperatura ambiente % se vacía en el recipiente interno del calorímetro gitar % observar la temperatura, cuando se #a%a estabili*ado, esta temperatura se reportar) como ; , 7roceder a vaciar el contenido del tubo de ensa%o en el recipiente interno del calorímetro Cuando est:n en contacto m, % m., agita constantemente #asta "ue la temperatura se uni(ormice, esta temperatura se reportar) como ; eq Trata de evitar (ugas de calor Como se muestra en la siguiente imagen+
F- =% T eq A75;: 25.5°C
EXPERIMENTO N'3 4edir la masa del s5lido 8IERRO9, % luego depositarlo en un tubo de ensa%o
-6G/
F- 10% M./. H: 6.569g
!u'etar el tubo de ensa%o con la pin*a % luego sumergirlo en agua #irviendo Esperar unos minutos % colocar el term5metro % observamos la lectura como ; . Como se muestra en la siguiente imagen+
F- 11% T5.-7. H: 76°C
Blenar ,-/ ml de agua (ría en el vaso de precipitado En una probeta de -/ ml medir una masa de agua m, = -/ g, a temperatura ambiente % se vacía en el recipiente interno del calorímetro gitar % observar la temperatura, cuando se #a%a estabili*ado, esta temperatura se reportar) como ; , Como se muestra en la siguiente imagen+ 7roceder a vaciar el contenido del tubo de ensa%o en el recipiente interno del calorímetro Cuando est:n en contacto m, % m., agita constantemente #asta "ue la temperatura se uni(ormice, esta temperatura se reportar) como ; eq Trata de evitar (ugas de calor Como se muestra en la siguiente imagen+
-66/
F- 12% T eq H: 26'C
-6./
CBCUBO! RE!UBTDO! !e reali*5 un ensa%o para cada material
DATOS A TOMAR
EN CUENTA:
C.>7 >. />?@>:
Q=m × C e × ∆ t
∆ T =Tf −Ti
CeH 2 O=1
cal gC °
Cc calorimetro= 15.05
cal g
Q =C c × m
DATOS DE
LA MESA 3
D.-/ -;/ ; ..-% E;>. N'1: C
m cobre= 1.34 g
t agua=25.5
t ccobre =57 C °
t equilibrio=26
CP
CP
E;>. N'2: A75;
m aluminio =1.202 g
t agua=25
t aluminio =70 C °
t equilibrio=25.5
-62/
CP
E;>. N'3: H
mhierro = 6.569 g
t agua =25
t hierro=76 C °
t equilibrio =26 C °
CP
C>7/ E;>. N'1: C Q 1 + Q 2=−Q 3
m×Ceagua× ( Te −T 1)
+¿
C
(
c × Te −T 1
)
¿
−m× ( CeCu) ×( T 2−Te )
( ) ×(26 −25.5 )+ 15.05 ×( 26−25.5 )=−1.34 × ( CeCu) × (26−57 )
50 × 1
(
50 × 0.5
) + 15.05 × ( 0.5 )=1.34 × ( CeCu) ×( 31 )
CeCu =0.78
.H
cal gC °
E;>. N'2: A75; Q 1 + Q 2=−Q 3
m×Ceagua× ( Te −T 1)
+¿
%
(
c × Te −T 1
)
¿
−m × (Ce Al ) × (T 2−Te )
( ) ×(25.5 −25 )+ 15.05 × (25.5 −25 )=−1.202 × (Ce Al )× ( 25.5 −70 )
50 × 1
(
50 × 0.5
) + 15.05 × ( 0.5 )=1.202 × ( Ce Al ) × ( 44.5 )
Ce Al =0.608
-6=/
cal gC °
E;>. N'3: H Q 1 + Q 2=−Q 3
m×Ceagua× ( Te −T 1)
+¿
C
(
c × Te −T 1
)
¿
−m × (CeFe ) × ( T 2−Te )
( ) ×(26 −25 )+ 15.05 ×( 26−25 )=−6.569 × (CeFe ) × (26 −76 )
50 × 1
( ) + 15.05 × ( 1 )=6.569 × ( CeFe ) × ( 50 )
50 × 1
CeFe =0.198
cal gC °
L/ ./ ->/ / 5-./ /;: CeCu :0.093 cal / gc ° Ce Al : 0.220 cal / gc ° CeFe : 0.105cal / gc °
O/.>;/:
!e observa una similitud en el #ierro, pero se observa una di(erencia grande entre los metales de cobre % aluminio debido a "ue su variaci5n (ue mínima % los (actores #umanos 8visual9 no son tan precisos para estos tipos de c)lculos
-6F/
CONCBU!IONE! !e lleg5 a la conclusi5n "ue el calor absorbido por el metal al ponerlo en contacto con el agua llegan los dos a una temperatura de e"uilibrio, el cual es de a%uda para poder reali*ar los c)lculos % así obtener el Calor Especifco de cada uno de los metales !egQn los resultados obtenidos en cada e$perimento % #aciendo una comparaci5n con los resultados te5ricos, se pudo notar la gran di(erencia "ue #a% en el Calor Especifco De a"uí podemos deducir "ue en el instante del e$perimento se produ'o varios errores como la p:rdida de masa de algunos elementos como el #ierro % el aluminio "ue por ser tan menudos no se pudo traspasar todo % se "ued5 ad#erido al tubo de ensa%o un poco del metal % la poco precisi5n "ue #a% visualmente al momento de deducir la temperatura de cada componente al cual se #a medido la temperatura
-6K/
IBIO;R30
1 ;uía t:cnica para ensa%os de variedades en campo 3ern)nde* de ;orosti*a
4
2 Tratamiento % valori*aci5n energ:tica de residuos
3ísica uan Blor:ns 4olina
-6M/
