INFORME DE LABORATORIO
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TRABAJO QUE EXPONE LA CALORIMETRIA
Presentado por: Joselin Moncayo
Ingeniera: NELLY LUNA
INFORME DE LABORATORIO DE TERMODINAMICA CALORIMETRIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA INENERIA INDUSTRIAL TERCER SEMESTRE 15/12/2014 Septiembre 2014 - Febrero 2015
INFORME DE LABORATORIO
TABLA DE CONTENIDO
1. Objetivo General................................................................................................................ 4 2. Objetivos Específicos ........................................................................................................ 4 3. Introducción .............................................................................................. ......................... 4 4. Marco teórico ..................................................................................................................... 4 4.1
El calor específico ...................................................................................................... 4
4.2
Calor ........................................................................................................................... 5
4.3
La temperatura............................................................................................................ 6
4.4
Calorimetría ................................................................................................................ 6
4.5
Transferencia de Calor ............................................................................................... 7
4.6
Cantidad de calor. ....................................................................................................... 8
4.7
Capacidad calorífica: .................................................................................................. 8
5. Materiales .......................................................................................................................... 8 6. DIAGRAMA DE LA PRÁCTICA: ................................................................................... 9 7. Procedimiento ........................................................................................... ....................... 10 8. Tablas y figuras ............................................................................................................... 10 8.1
Tabla ......................................................................................................................... 10
8.2
Cálculos .................................................................................................................... 11
8.3
Figuras ...................................................................................................................... 13
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INFORME DE LABORATORIO 9. Conclusiones .................................................................................................................... 14 10. Recomendaciones ............................................................................................................ 14 11. Referencias ...................................................................................................................... 14
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1. Objetivo General •
Determinar el calor de un líquido por el método de mezcla y ver los cambios de
temperatura a determinados tiempos,
2. Objetivos Específicos •
•
•
Determinar el equivalente en agua de un calorímetro. Deducir como afecta a los materiales del entorno los cambios de temperatura. Calcular la cantidad de calor que cede o absorbe, para ponerse en equilibrio térmico.
3. Introducción La calorimetría se encarga de medir el calor en una reacción química o un cambio físico usando un calorímetro. Para determinar el calor específico de una sustancia cualquiera debemos saber con qué facilidad ésta intercambia calor con el medio que le rodea. El medio debe estar bajo condiciones controladas para poder cuantificar el intercambio de calor del cuerpo en estudio y para ello dispondremos de un sistema aislado del medio ambiente, en otras palabras, le crearemos un pequeño ambiente al objeto estudiado de tal manera que se encuentre libre de interacción con la atmósfera, tal ambiente es el Termo o Calorímetro.
4. Marco teórico 4.1
El calor específico Es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la
unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius).En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial. Se la representa con la letra (minúscula).De forma análoga, se define la
INFORME DE LABORATORIO capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra (mayúscula).Por lo tanto, el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa, esto es donde es la masa de la sustancia. Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.
4.2
Calor Representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una
diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se denomina energía térmica. El carácter energético del calor lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo una fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo útil.
Las ideas acerca de la naturaleza del calor han variado apreciablemente en los dos últimos siglos. La teoría del calórico o fluido tenue que situado en los poros o intersticios de la materia pasaba de los cuerpos calientes en los que supuestamente se hallaba en mayor cantidad a los cuerpos fríos, había ocupado un lugar destacado en la física desde la época de los filósofos griegos. Sin embargo, y habiendo alcanzado a finales del siglo XVIII su pleno apogeo, fue perdiendo credibilidad al no poder explicar los resultados de los experimentos que científicos tales como Benjamín Thomson (1753-1814) o Humphrey Davy (1778-1829) realizaron.
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INFORME DE LABORATORIO Una vieja idea tímidamente aceptada por sabios del siglo XVII como Galileo Galilei o Robert Boyle resurgió de nuevo. El propio Thompson (conde de Rumford), según sus propias palabras, aceptó la vuelta a aquellas «viejas doctrinas que sostienen que el calor no es otra cosa que un movimiento vibratorio de las partículas del cuerpo».
4.3
La temperatura La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de
calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se producen una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
4.4
Calorimetría La calorimetría es la ciencia que mide la cantidad de energía generada en procesos de
intercambio de calor. El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse
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INFORME DE LABORATORIO cinéticamente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía termoquímica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso del líquido a solido o viceversa.
Ciencia que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor. El Calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía 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 fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.
4.5
Transferencia de Calor En física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos
cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor
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se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
4.6
Cantidad de calor.
La experiencia pone de manifiesto que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta. La expresión matemática de esta relaciones la ecuación calorimétrica.
4.7
Capacidad calorífica:
La capacidad calorífica se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la extensión de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (Celsius, Kelvin).
5. Materiales
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Solidos MATERIALES
CANTIDAD
1
Vaso de presentación
250 ml
2
Termómetro
1
3
Calorímetro
200ml
4
Probeta
150 ml
5
Reverberó
1
6
H2 O
100 ml
N
6. DIAGRAMA DE LA PRÁCTICA:
El agua en equilibrio en el calorímetro.
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7. Procedimiento
Tamo un vaso de precipitación y mide 100 ml de solución H2O. TA
Observa el termómetro y anota la temperatura alcanzada.
Determina y anota esta temperatura.
En el tubo de ensayo mide 100 ml H2O comprueba que este a TA.
En el calorímetro añada rápidamente el agua caliente y después el agua fría que está en el tubo de ensayo ajusta la tapa con el termómetro y agitar hasta equilibrar.
Colocar en el reverbero, el agua con el vaso de precipitación, agitar y medir la temperatura hasta 700C.
8. Tablas y figuras
8.1
Tabla Toma de datos En la tabla 1 se muestra la toma de las temperaturas.
Tabla 1 Temperaturas.
Tiempo (10s) agua
H 2 O Fría
H 2 O Caliente
H2O Equilibrio
1
19,6
70
43,7
2
19,7
70
42,9
3
22,4
70
44,1
Diferentes temperaturas.
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Cálculos
Temperaturas. 1 Tiempo (10 s)agua
Temperatura frío
10
Temperatura caliente
19,6
Temperatura de equilibrio
70
43,8
20
43,7
30
43,6
40
43,6
50
43,5
Temperatura de equilibrio 1 43.9 43.8 43.7 43.6 43.5 43.4 43.3 10
20
30
40
50
Temperatura 2 Tiempo (10 s)agua Temperatura frío 10
19,7
Temperatura caliente 70
Temperatura de equilibrio 43
20
42,9
30
42,9
40
42,8
50
42,8
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Temperatura de equilibrio 2 43.05 43 42.95 42.9 42.85 42.8 42.75 42.7 10
20
30
40
50
Temperatura 3 Tiempo(10 s) agua Temperatura frío
Temperatura caliente
22,4
10
Temperatura de equilibrio
70
44,1
20
44
30
43,9
40
43,9
50
43,8
Temperatura de equilibrio 3 44.2 44.1 44 43.9 43.8 43.7 43.6 10
20
30
40
50
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8.3
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Figuras En la figura 1 se muestra La probeta.
En la figura 4 se muestran Los vasos de precipitación
En la figura 2 se muestra El termómetro.
En la figura 6 se muestra El agua.
En la figura 3 se muestra El reverbero .
En la figura 7 se muestra El calorímetro.
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9. Conclusiones
Se determinó el cambio de temperatura asociada a los cambios de mezcla del agua.
Se calculó las diferentes temperaturas, utilizando el termómetro.
Se determinó la gráfica de la temperatura de equilibrio.
10. Recomendaciones
Es recomendable que para la práctica se trabaje con las precauciones adecuadas por lo que es necesario: lentes de protección.
Verificar antes del procedimiento que todos los materiales estén en perfectas condiciones.
Tener cuidado con el reverbero al momento de sacar en altas temperaturas,
11. Referencias
http://www.tiposde.org/ciencias-naturales/20-tipos-determometros/#ixzz3HLaJbD1O
https://www.upct.es/seeu/_as/divulgacion_cyt_09/Libro_Historia_Ciencia/web/CAL ORIMETRO%20DE%20LAVOISIER.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADmetro
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/mat eriales/propiedades/temperatura.htm