Equivalente en Agua de un Calorímetro Apellidos y nombre: Molina Caparrós, Jerónimo. ÍNDICE
2 RESUMEN ......................................................... ........................................................................................................................... .............................................................................................. ............................
OBJETIVOS .................................................................. .................................................................................................................................... .................................................................................. ................ 2
METODOLOGÍA ......................................................... ........................................................................................................................... .................................................................................. ................ 2
INSTRUMENTACIÓN ........................................................... 3 ............................................................................................................................. ....................................................................... .....
DATOS Y RESULTADOS ................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................3
DISCUSIÓN....................................................... ......................................................................................................................... .............................................................................................. ............................4
CONCLUSIONES
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CUESTIONES ................................................................ .................................................................................................................................. .................................................................................. ................ 4 BIBLIOGRAFÍA
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RESUMEN Esta es la primera práctica que realizo con mi compañero, la cual tiene un método sencillo de realiz ar. En primer lugar cogí un vaso de plástico con agua y repleto de cubitos de hielo para bajar la temperatura del agua a 0ºC aproximadamente. Mientras yo hacia este procedimiento mi compañero pesaba el calorímetro con sus accesorios pero sin nada en su interior en la báscula del laboratorio. Luego, cogimos el vaso de acero para calentar agua 15ºC por encima de la temperatura ambiente del agua. Después de esto, le añadimos el agua una vez que llega a la temperatura final y con el agua suficiente dentro del calorímetro para que la sonda del termómetro llegara al agua pero sin que el agua pudiese tocar el corcho para una mayor precisión del aislamiento, lo volvemos a pesar. Tomamos el valo r de la temperatura cuando el agua del interior del calorímetro se establece, y le añadimos el agua a 0ºC, volviendo a tomar la temperatura al estabilizarse y volviendo a pesar el calorímetro con el incremento de volumen por el agua a 0ºC. Con todos los datos obtenidos utilizamos la formula proporcionada para hal lar el valor de K (que supuestamente es alrededor de 30).
OBJETIVOS El objetivo principal de esta práctica es determinar mediante varios experimentos el valor de la capacidad calorífica en agua de un calorímetro.
METODOLOGÍA El calorímetro es un recipiente construido de tal forma que impide la conducción de calor a su través. En la mayoría de los casos suele tener dobles paredes entre las que se ha hecho el vacío o lleva un material aislante térmico, que impide o minimiza la conducción de calor, y por ello conserva muy bien la temperatura de los cuerpos que se encuentran dentro. En su tapadera llevan dos orificios, uno para introducir el termómetro y el otro para el agitador. El producto de la masa del calorímetro por su calo r específico, es su capacidad calorífica, que denominaremos K. Como el calor especifico del agua es 1cal/ ºC gr, esto equivale a considerar una masa de K gramos de agua, que absorbería (o cedería) la misma cantidad de calor que el calorímetro, para la misma variación de temperatura. Por eso a K se le llama equivalente en agua del calorímetro. El valor de K se refiere tanto al recipiente como a sus accesorios; el termómetro y el agitador. Si dentro del calorímetro tenemos una masa de a gua M1 a la temperatura T1, y la mezclamos con otra masa de agua M2 a la temperatura T2, una vez alcanzado el equilibrio térmico, el conjunto se encontrará a la temperatura de equilibrio T. Si K es el equivalente en agua del calorímetro y T2
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INSTRUMENTACIÓN Calorímetro Termómetro digital Vasos de Plástico Vaso de acero Pinzas Agitador Bascula
DATOS Y RESULTADOS Aquí ofrecemos los datos que nos han salido en cada uno de los experimentos: - Primer experimento: Mo=(927.0 ± 0.1) g M’=(1797.1 ± 0.1) g M1=M’-Mo=(870.1 ± 0.2 ) g T1=(36.0 ± 0.1) ºC T2=(0.3 ± 0.1) ºC T=(31.15 ± 0.1 ) ºC M’’=(1938.3 ± 0.1) g M2=M’’-M’=(141.2 ± 0.2 ) g Solución K=28.04 ± 10.4 cal/ºC
- Segundo experimento: Mo=(927.0 ± 0.1) g M’=(1837.9±0.1) g M1=M’-Mo=(910.9±0.2 ) g T1=(33.4±0.1) ºC T2=(0.4±0.1) ºC T=(30.3±0.1 ) ºC M’’=(1936.0±0.1) g M2=M’’-M’=(98.1±0.2 ) g Solución K=35.29 ± 10.4 cal/ºC
- Tercer experimento: Mo=(927.0 ± 0.1) g M’=(1865.9 ± 0.1) g M1=M’-Mo=(938.9 ± 0.2 ) g T1=(33.7 ± 0.1) ºC T2=(0.1 ± 0.1) ºC T=(30.8 ± 0.1 ) ºC M’’=(1956.9± 0.1) g M2=M’’-M’=(91.0 ± 0.2 ) g Solución K=24.4 ± 10.4 cal/ºC
La media de los tres resultados obtenidos de la contante k es:
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29.3 ± 10.4 cal/ºC
DISCUSIÓN En esta práctica, hay que tener cuidado en varios pasos, ya que hay que calcular bien para que el agua toque el calorímetro, sino estaríamos obteniendo unos erróneos datos, como nos pasó a nosotros en el primer experimento, en el cual tuvimos que comparar los resultados con otros grupos que la habían hecho y coger sus datos para ese ex perimento, en los dos experimentos posteriores ya no tuvimos fallos de ese tipo, y la K que hemos calculado, nos sal e sobre 30, como el profesor estimaba.
CONCLUSIONES En estos tipos de prácticas, y sobre todo en esta, hemos podido observar que obtener un valor de la constante K, cercano al valor teórico es bastante complicado ya que influyen muchos factores que pueden variar fácilmente, como la masa del agua a calentar, la temperatura que asciende con los cubitos, con ello el volumen de agua obtenida por la descongelación de los cubitos de hielo, etc.
CUESTIONES Caloría: se define la caloría como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua pura, desde 14,5 °C a 15,5 °C, a una presión normal de una atmósfera. Calor específico: El calor específico es la cantidad de calor que necesita ser suministrada a la unidad de masa de una sustancia para aumentar la temperatura en una unidad. Esta magnitud física se representa de esta manera: 'c'. La fórmula utilizada para hallar el calor específico es la división entre la capacidad calorífica y la masa de la sustancia (c = C / m). Capacidad calorífica de un cuerpo: la relación entre el calor suministrado al cuerpo y el incremente de temperatura que sufre. Esta relación seria Q=C*ΔT . Expresado en otras palabras, la Capacidad Calorífica ( C ) es la cantidad de energía necesaria para elevar en 1 °C la temperatura de una muestra determinada de material.
1. El método aplicado es el de las mezclas. Se ponen en contacto, a diferentes temperaturas, Tc y Tf una masa de agua y el cuerpo cuyo calor específico se quiere medir, ambos en el interior de un Calorímetro de equivalente en agua K conocido. Por el pri ncipio cero de la termodinámica al cabo de un tiempo ambas sustancias habrán alcanzado el equilibrio térmico. Como el calorímetro hace prácticamente nulo el intercambio de energía, en forma de calor, con el exterior se puede plantear la siguiente ecuación:
M c c c (T c – T) = m f c f (T – T f ) + K(T-T f ) en la cual se supone que el agua y el calorímetro están a la temperatura T f, inferior a la del solido,cuyo calor especifico es: C c = (m f *c f +K) (T-T f ) M c (T c -T)
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BIBLIOGRAFÍA http://www.naos.aesan.msssi.gob.es/gl/csym/saber_mas/articulos/calorias.html http://www.significados.com/calor/ http://blog.miprofesordefisica.com/calor-especifico/ http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/calorimetro.htm http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/1-4Energia/1EnergiaApplets/calorespecifico/calorespecifico.htm
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