Que el alumno comprenda los conceptos de capacidad térmica y capacidad térmica específica y las unidades en las cuales pueden ser expresados. Que identifique la influencia de estas propiedades en diferentes fenómenos cotidianos.
Problema: •
A través de una interacción energética entre dos sistemas obtener la capacidad térmica y la capacidad térmica específica de un metal.
Datos experimentales (Primera parte): Datos Experimentales
Agua
Meta l
Evento
T T T T inicial Final inicial Final
1 2 3 4
18 18.8 16.1 17.6
18.6 19.9 17.3 18.9
40 71 55 90
18.6 19.9 17.3 18.9
Base Cálculos: Q ganado H2O = -Q cedido metal Q ganado H2O = mH2O*CpH2O * ΔT H2O
Cálculos: Q ganado H2O = 150gH2O * 1cal/gºC * 0.6ºC Q ganado H2O = 90cal Qcedido metal = -90cal *Se sigue El mismo procedimiento para el resto de lós eventos m= C m= C = y2-y1 = -195-(-90) = 2.11 cal/ºC x2-x1 -71.1-(-21.4)
Experimento Queso Datos experimentales Masa queso (g) Masa aluminio (g) T. ebullición queso (ºC) Masa agua(g) T. inicial agua (ºC) T. inicial queso(ºC) T. final agua (ºC) T. final queso (ºC)
Resultados: Nº Masa del cilíndros metal (g) 1 2 3 4 5
4.39 8.78 13.17 17.53 22.29
ΔT Metal (ºC) -50.4 -49.9 -48.8 -47.4 -46.3
ΔT agua C metal (ºC) (cal/ºc) 0.3 0.6 1.1 1.4 1.1
0.89 1.80 3.38 4.43 3.56
Análisis de resultados: Al analizar por separado los valores calculados en la práctica podemos ver de inmediato un comportamiento muy parecido entre ambas aunque en direcciones opuestas, por una parte la capacidad térmica disminuye exponencialmente conforme la diferencia de temperatura se hace más negativa, esto nos hace pensar que el calor es una variable que depende directamente de la diferencia de
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temperatura, a mayor diferencia de temperatura mayor será el calor ( en este caso de signo negativo), al analizar la grafica notamos que la pendiente ( la capacidad térmica ) tiene un comportamiento aproximadamente constante, esto nos dice que la capacidad térmica es constante para un material en especifico y que no depende de la cantidad de calor o la diferencia de temperatura si no de otros factores. En la segunda parte determinamos la capacidad térmica especifica y notamos una relación parecida a la anteriormente descrita con un ligero cambio, que esta vez la capacidad ya no es constante si no que es variable y como variable guarda una relación o dependencia con otra variable que en este caso es la masa, observamos que un aumento en la masa nos produce un aumento en la capacidad térmica especifica, es decir a mayor masa mayor será la capacidad térmica especifica.
Conclusiones: : En esta práctica, como podemos observar, algunas de nuestras mediciones no fueron del todo exactas, creemos que esto se debe a que no tomamos en cuenta la constante del calorímetro, razón por la que la cantidad de calor pudo haber variado, en cuanto a la parte de la práctica del queso, me pareció una muy buena forma de poner en práctica nuestros conocimientos, ya que pudimos realizar un experimento, el cual no estaba dictado por un protocolo, como suele ocurrir, sino que a través de nuestra experiencia, tuvimos que idear algunos detalles en nuestro experimento para llegar a un resultado más certero : Al realizar el cálculo y el estudio de las dos propiedades pudimos observar cómo se comportan de manera diferente tanto la capacidad térmica como la capacidad térmica especifica por un factor que pareciera muy simple pero que en realidad resulta muy relevante; la dependencia de la masa, la no dependencia de la masa de la capacidad térmica lo convierte en un valor relativamente fácil de calcular y con un comportamiento constante y que además es propio e invariable para cada material y solo depende de las propiedades físico-químicas del material en cuestión. Por otra parte la capacidad térmica especifica por su dependencia de la masa resulta ser un numero que no solo dependerá de las propiedades físico-químicas del material estudiado si no de la masa del mismo por lo que podemos decir que la primera es una propiedad intensiva y la segunda una propiedad intensiva.
