CAPACIDAD CALORIFICA DE UN CALORÍMETRO Jeffrey Abello, Abello, Marcelo Márquez, Márquez, Yorly Oviedo, Oviedo, Steven Pérez Pérez Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia. Programa de Licenciatura en Biología y Química. *
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1.
INTRODUCCIÓN
Cuand Cuando o de aplica aplica calor calor a una una sustan sustancia cia,, la energ energía ía pued puede e increm increment entar ar el movimie movimiento nto molecula molecularr al azar, azar, lo que da como resultado resultado un cambio cambio en la temperatu temperatura ra y un aumento aumento en la energía energía potencial potencial asociada asociada con los enlaces moleculares. La cantidad de calor (Q) requerida para cambiar la temperatura de una sustancia es propo proporci rcion onal al a la masa masa m e la sustan sustancia cia y al cambi cambio o de la tempe temperat ratur ura a
Q mc ∆T =
; aquí,
∆ T = T f − T i
es la diferencia entre la temperatura
inicial y la temperatura temperatura final y c se llama capacidad calórica especifica. Una sustancia sustancia con gran calor calor específi específico co tiene tiene una gran capacid capacidad ad calorífic calorífica, a, o acepta o libera más calor para un cambio de temperatura temperatura dado 8 (y una masa). La capacidad calorífica especifica de una sustancia experimentalmente se determina usando un calorímetro, un recipiente aislado que permite una pérdida pequeña de calor (lo ideal es que no haya ninguna). Se aplica el principio de la conservación de la energía para determinar c. [1].
2.
el sistema calefactor, se calentó agua hasta ebullir ( ≈ 80°C) con una masa m 2 de 50 g , la cual, se traspasó al calorímetro y se procedió a determinar la temperatura de equilibrio o temperatura final (T f ) tratando de evitar fugas de calor. Por último, se repitió el ensayo tres veces para establecer una mayor precisión en los valores cuantitativos determinados durante el procedimiento.
3. RESULTADOS Y DISCUSION Los resultados experimentales se describen en la presente tabla:
ensayo
T1 (°C)
T2 (°C)
Tf (°C)
1 2 3
28 28 28
80 80 80
54 54 54
Usando la expresión matemática:
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Se realizó un estudio experimental para medir la capacidad calorífica c de un calorímetro basado en un recipiente de icopor, empleando además materiales como vasos de precipitados (250 y 500 ml), un termómetro del bulbo de mercurio, un sistema de calentamiento, probeta graduada y guantes de asbesto. En la primera etapa experimental, se tomó la probeta, para medir 50 mL de agua, con una masa m1 de 50 g, a temperatura ambiente y se vacía en el calorímetro, luego se agitó y se observó la temperatura estabilizada, que se reportó como T 1 , seguidamente usando
C cal =
−c m − ( C m ) ( T f −T ) (T f − T ) 2
2
1
1
1
1
Procedemos a determinar la capacidad calorífica del calorímetro de icopor:
(
−
1
cal g ° C −
)
( 50 g ) (
)
(
26 ° C − 1
−
( 26 ° C )
cal g ° C −
)
claridad cuál es el valor teórico del coeficiente de capacidad calórica de un calorímetro de icopor, para poder contrastarlo con el valor experimental.
( 50 g ) ( 26 ° C ) =
100
cal gr ° C −
De acuerdo con el resultado anterior, podemos inferir que el valor numérico para la capacidad calorífica del calorímetro de icopor empleado en el desarrollo de la presente experiencia, está dentro de los límites normales y de lo esperado, puesto que al hacer una deducción lógica, este valor debe ser inferior al reportado en la literatura científica para el calorímetro de aluminio (C cal = 220 cal/g-°C) , que es el más usado en el laboratorio, puesto que el icopor es un material que conduce menos calor que el aluminio. Es preciso anotar que en la literatura consultada sobre la temática planteada para el desarrollo de la presente experiencia, no se ilustra con
4.
REFERENCIAS 1. Wilson, J. principios de termodinámica aplicada a procesos químico, 2011.
