DETERMINACION DE LA CONSTANTE TERMICA DE UN CALORIMETRO QUE ES CALORIMETRO: El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específco de específco de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.
OBGETIVO GENERAL:
Dete Determ rmina inarr la capa capaci cida dad d térm térmic ica a calorímetro que se le proporcione.
(con (const stan ante te
calo calori rimé métr tric ica) a),,
del del
OBGETIVO ESPESIFICO:
Defnir los conceptos de calor, calor específco, capacidad calorífca y equilibrio térmico Deter etermi mina narr el calor lor esp específ ecífco co de un cuerp uerpo o sóli sólido do usan usando do un calorímetro. Calcular los errores cometidos en la determinación del calor específco utiliando un calorímetro
FUNDAMENTO TEORICO: Determinación de la constante del calorímetro !ntes de utiliar un calorímetro es necesario n ecesario conocer el valor de su constante (C"). #e denomina constante del calorímetro a la cantidad de calor absorbida o liberada liberada por las distintas partes del mismo (paredes (paredes internas, internas, termómetro, termómetro, tapa) cando se aumenta o se disminuye, respectivamente, su temperatura en $ %C. Durante Durante todas todas las e&periencias e&periencias las medidas deben realiarse con un volumen volumen de líqu líquid ido o cons consta tant nte e ya que, que, si este este varí varía, a, camb cambia iar' r' la cons consta tant nte e del del calorímetro (por qué). *ara *ara reali realiar ar la determ determina inació ción n se coloc coloca a dentro dentro del calorí calorímet metro ro una masa masa conocida conocida de a+ua (m$) y se determina su temperatura temperatura inicial inicial ($). #e a+re+a a+re+a otra otra masa masa cono conoci cida da de a+ua a+ua (m-) (m-) a una una temp temper erat atura ura cono conoci cida da (-) (-).. #e determina la temperatura fnal del sistema () y se calcula la constante del calorímetro a partir de la si+uiente relación (que se obtiene considerando que el calorímetro es un recipiente adiab'tico): m1.Cp.(Tf – T1) + Ck.(Tf – T1) + m2.Cp.(Tf –T2) = 0
donde Cp es la capacidad calorífca del a+ua /,$0/ 1 +2$ %C2$). *ara *ara reali realiar ar la determ determina inació ción n se emplea emplear'n r'n dos termóm termómetro etros s de escala escalas s adecuadas: uno de 3 2 43 %C +raduado cada 3,$ %C (que nunca debe ser e&pu e&pues esto to a una una temp temper erat atur ura a mayo mayorr que que 43 %c porq porque ue se romp rompe) e) y el termómetro del ca5ón (3 2 -43 %C). *ara calibrar dic6os termómetros se los sumer+e en un vaso de precipitados con a+ua a temperatura ambiente. #e
emplea un termómetro como patrón y se adopta como corrección para el se+undo termómetro la dierencia de lecturas observadas entre ambos. 7sar el termómetro m's preciso como patrón.
CALORÍMETRO: Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específco de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calorímetro de uso m's e&tendido consiste en un envase cerrado y perectamente aislado con a+ua, un dispositivo para a+itar y un termómetro. #e coloca una uente de calor en el calorímetro, se a+ita el a+ua 6asta lo+rar el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. #i se conoce la capacidad calorífca del calorímetro (que también puede medirse utiliando una uente corriente de calor), la cantidad de ener+ía liberada puede calcularse 'cilmente. Cuando la uente de calor es un ob5eto caliente de temperatura conocida, el calor específco y el calor latente pueden ir midiéndose se+8n se va enriando el ob5eto. El calor latente, que no est' relacionado con un cambio de temperatura, es la ener+ía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la uente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible. En las ciencias ísicas, la cantidad de calor se e&presa en las mismas unidades que la ener+ía y el traba5o, es decir, en 5ulios. 9tra unidad es la caloría, defnida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de $ +ramo de a+ua a $ atmósera de presión desde $4 6asta $ %C. Esta unidad se denomina a veces caloría peque;a o caloría +ramo para distin+uirla de la caloría +rande, o "ilocaloría, que equivale a $,333 calorías y se emplea en nutrición.
eneralmente, los dos calores específcos de una sustancia dependen de la temperatura.
un +as= su presión varía.
LA ENTALPÍA, es la cantidad de ener+ía de un sistema termodin'mico que éste puede intercambiar con su entorno. *or e5emplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de ase, por e5emplo, de líquido a +as, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporiación. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada +rado de variación corresponde a la capacidad calorífca del sistema a presión constante. El término de entalpía ue acu;ado por el ísico alem'n ?udol 1.E. Clausius en $043. @atem'ticamente, la entalpía A B 7 p, donde 7 es la ener+ía interna, p es la presión y es el volumen. A se mide en 5ulios. *ara determinar directamente la variación de calor comprendido en una reacción, se usa el calorímetro. Aay dierentes tipos de calorímetros, por e5emplo, el adiab'tico, el de 6ielo, el de a+ua, pero para la e&perimentación ocupamos el primero. EL CALORÍMETRO ADIABTICO: es denominado así porque el recipiente e&terior se mantiene a la misma temperatura que la muestra a ensayar para evitar la transerencia o transmisión de calor entre la muestra y el entorno e&terior. EL SISTEMA (reactivos contenidos en el calorímetro), es una porción del universo ísico que nosotros consideramos para su estudio.
MATERIALES: Calorímetro aso de precipitación de -43ml ermómetro Calentador ubo de ensayo #oporte universal *ina de nue @alla de amianto REACTIVOS: !+ua
PROCEDIMIENTO: para 6acer las determinaciones se puede utiliar calorímetros domésticos, es me5or conse+uir un lote de cinco o seis calorímetros con las mismas características y dimensiones. omar la temperatura del calorímetro vacío.
Calentar en una estua, 03 ml de a+ua del +rio 6asta una temperatura de /3FC.
aciar el a+ua caliente en el calorímetro.
Con los datos de las temperaturas, construir una +r'fca de temperatura en unción del tiempo. En la +r'fca se determinar' la temperatura fnal del calorímetro. Con el dato de la temperatura fnal, se puede 6acer el balance de calor.
El valor del calor especifco del metal de ser comparado con el que se tiene re+istrado en las tablas de los manuales de química. Cu'l es la venta5a para que el a+ua con un calor especifco de $ calG+. HC sea un termorre+ulador en los animales
CALCULOS:
CONCLUCION ! pesar de que se intentó tener los menores errores posibles, la e&perimentación no estuvo e&enta de ellos. Como se mencionó líneas arriba las allas pudieron ser de diversa índole, pero a nuestro parecer las que pudieron inIuir m's es la de la medición volumétrica (en !>7!) y la de las u+as de calor. #e propone recomendaciones:
para
evitar
estos
errores,
llevar
a
cabo
las
si+uientes
*ara evitar el error de medición del volumen del a+ua o de cualquier sustancia se recomienda usar perilla de se+uridad, pues esta 6erramienta permite a+re+ar cantidades m's e&actas del líquido. *ara evitar la u+a de calor se recomienda que el tapón de la calorimetría por donde se vierte el termómetro que se utilió en esta e&perimentación y que se observaba a cada 4 se+. Aasta que lle+ue al equilibrio la temperatura observando como cinco veces de mane que se 6alla la determinación. #e+uramente que estas recomendaciones ayudarían a una me5or e&perimentación y un resultado m's preciso, que como consecuencia nos de5aría m's satisec6os.
CUESTIONARIO: $.2en qué caso la constante térmica del colorímetro es cero 2la constante térmica va a ser cero cuando no 6aya calor, lo cual sería que no abra reacción en el calorímetro -.2 Cu'l de los procedimientos le parece m's adecuado y por qué 7tiliando preerentemente que ten+a mayores datos para acilitar para corroborar los resultados como Cc mc ( Tf- Tc ) = Ca ma ( Ta - Tf )
J.2cree usted que con el uso de un termómetro en la escala obtienen buenos resultados
Celsius
se
si por que el termómetro en Celsius posee una +ran sensibilidad al calor lo cual nos da a conocer valores casi e&actos de temperatura /.2para 6acer un traba5o adecuado en calorimetría es me5or utilir un calorímetro con un constante térmica de cero o con un constante térmica muy +rande y por qué De acuerdo a la órmula: Kcalorim. B Lcalorim.MNc #i la constante térmica es cero no se podría obtener los dem's datos, pero si uera una constante térmica muy +rande nos proporcionaría una e&tensión de temperatura.