CONSERVACION CONSERVACION DE LA LA ENERGIA Y CALORIMETRIA CALORIMETRIA
INTEGRANTES: LISBETH RUIZ C. EDER CORZO BARROS AILETH ROJA ROJANO JEINER BARROS PASSO
LIC: RAFAEL CARRASQUILLA OROZCO
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y LA EDUCACIÓN LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICAS VALLEDUPAR – CESAR 2!"
!. INTRODUCCIÓN En el presente informe experimental haremos referencia al tema de la conservación de la energía y calorimetría. La práctica experimental se divide en dos fases, la primera es comprobar experimentalmente la conservación de la energía en un calorímetro, la segunda fase es medir experimentalmente el calor específico de muestras metálicas utilizadas por medio de un calorímetro, las muestras a utilizar fueron aluminio, cobre y hierro. Para llevar acabo nuestros obetivos nos valimos de una serie de instrumento en el laboratorio y de unos conceptos clave !ue son" conservación de la energía, calor específico, calorímetro, capacidad calorífica, calor o energía t#rmica.
2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA $omprobar experimentalmente la conservación de la energía al mezclar agua fría y caliente en un calorímetro.
#. OBJETIVOS #.!.
O$%&'()* +&,&-/.
$omprobar experimentalmente la conservación de la energía de la mezcla de agua fría y caliente en un calorímetro %edir experimental calor específico de una sustancia utilizado de por medio un calorímetro.
#.2.
O$%&'()*0 &01&34(*0.
&veriguar todo sobre la trasferencia de calor y la conservación de la energía &veriguar sobre el funcionamiento de un calorímetro.
5. MARCO TEÓRICO CALOR: El calor está definido como la forma de energía !ue se transfiere entre dos sistema o entre un sistema y sus alrededores, debido a una diferencia de temperaturas Existen dos unidades para medir el calor" a' $aloría (cal'" es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua a un grado $elsius. b' )nidad t#cnica británica (*+)'. Es la cantidad de calor necesario para elevar un grado ahrenheit la temperatura de una libra de agua.
CAPACIDAD CALORIFICA: Es la relación existente entre la cantidad de calor de una sustancia y su correspondiente elevación de la temperatura C =
∆Q ∆T
$&L- E/PE$01$- ($E'" 2e una sustancia es igual a la capacidad calorífica de dicha sustancia entre su masa" C e=
C m
/ustituyendo tenemos" C e=
∆Q ∆ tm
∆ Q =C e m
En t#rmino práctico el
C e
de una sustancia se define como la cantidad
de calor necesario para elevar en un grado la temperatura de una masa unitaria de la sustancia. $&L-1%E+-"
Es un recipiente !ue permite medir la cantidad de calor !ue interact3a cuando se mezclan sustancias a diferentes temperaturas, estas tienden a alcanzar el e!uilibrio t#rmico, es decir, mientras una pierde calor la otra gana, por ello se realiza un balance de energía en el calorímetro y se cumple !ue" 4en cual!uier intercambio de calor efectuado el calor cedido es igual al absorbido5. Q 2 =Q 1 m 2 C e 2 ( T 2−T 1 ) =m 1 C e 1 ( T 2 − T 1 )
CONSERVACION DE LA ENERGIA 6PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA7: 6ste expresa !ue durante una interacción, la energía puede cambiar de una forma a otra pero su cantidad total permanece constante SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA: La segunda ley de la termodinámica afirma !ue la energía tiene calidad así como cantidad , y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de la energía
". MATERIALES
7calorimetro. 8 termómetros. 7muestra diferentes metales )na balanza electrónica. )na estufa el#ctrica. )na balanza electrónica. )na botella de &gua fría.
8. P-*&9((&,'* &;1&-(&,'/.
P-'& I. *,0&-)(<, 9& / &,&-+3. •
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9erificar en buen funcionamiento y estado de los materiales !ue se van a utilizar. 2eterminar la masa de los calorímetros vacío. Llenar con agua fría el calorímetro, aproximadamente a un tercio de su capacidad. 2eterminar la masa del calorímetro con agua fría. Llenar con agua caliente el calorímetro. 2eterminar la masa del calorímetro con agua caliente. %edir la temperatura del agua caliente y el agua fría. &:adir el agua caliente al agua fría y revuelva con el termómetro hasta !ue se estabilice la temperatura. ¬ar la temperatura de la mezcla final. epita el mismo procedimiento para distintas masas de agua y temperatura.
P-'& II. M&9((<, 9&/ /*- &01&(4(* &, =, 0
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%edir la masa del calorímetro seco y vacío. %edir la masa de las muestras metálicas a usar. $olo!ue una de la muestra en un ba:o t#rmico. (agua hirviendo'. ;asta !ue est# en e!uilibre a la temperatura. Llene otro calorímetro con agua fría hasta la mitad y mida la temperatura 2espu#s sa!ue la muestra del agua caliente, s#!uela y susp#ndala en el agua fría. (sin !ue to!ue el fondo del calorímetro'. evuelva el agua y mida la temperatura. ¬ar todos los datos obtenido en una tabla. epita este mismo procedimiento con todas las muestras !ue se van a usar.
7. ANALISIS DE RESULTADO
Para nuestro experimento usamos 7 masas, las cuales poseían elementos distintos. Los cuerpos fueron" < pesa de hierro" 8=gr < pesa de cobre" >=gr < pesa de aluminio" ?@,>gr Las masas de los calorímetros fueron" $al
,Bgr
$al8AC,>
< Experiencia. En nuestra primera experiencia !ueríamos demostrar !ue la energía se conserva, para ello usamos agua caliente con masa %cA<88,8g (ya fue restado el valor del calorímetro', a una temperatura de BB °c, agua fría con masa %f A<>B,B a una temperatura de @HB.H cal Df A (%f' (+c' < calFgc Df A (<>B.B' (
D&cI D&f A >@HB.H cal I
D&cI D&fABHH=.8 cal. Lo cual dea una diferencia de = gr de cobre y la introducimos en agua fría a
+A
% agua calA<@>,?gr
+ACCc
;aciendo cálculos tenemos" % muestra $ muestra (+ini J +fin' A % agua $;8 ( +fin J +fria' A (>=gr' $ muestra (CCJ88'A (<7H,H' (C' $ muestra AH78,H K88== $ muestraA=,7BH> Fgc 2onde $ muestra es el calor específico del cobre, comparándolo con el valor teórico +enemos un error del <,CH Para la muestra de hierro tenemos !ue %fria A >=,8
+friaA
+calA C? +emperatura final A 8=c (8=gr' $ muestra (C?J=,8g' (7c' $ muestraA<>=,CK?78 $ muestra A=, 7?H Fgc
2onde $ es el calor específico del hierro. $omparándolo con el valor teórico tenemos un error del 8B,8>
Para el aluminio tenemos !ue" % &lumA >= gr %friaA<
+friaA
+finalA87c Luego" (>@gr' $ muestra (B' $ muestra A >B8KBH=
2onde $ muestra es el calor especifico del aluminio, comparándolo con el valor teórico tenemos un error del
MATERIAL
CALOR
ERROR
COBRE ALUMINIO
ESPECIFICO 0,3785 cal/g°c " 0.73333
1,8! 18,15!
#IERRO
cal/g°c 0, 3$8 cal/g°c
%7,%5!
>. CONCLUSIÓN <. En la primera fase se pudo comprobar de alguna manera !ue si se conserva la energíaM !ue se realizó por medio de la mezcla de agua fría y agua caliente. Pues se obtuvo una diferencia de
un error de
8. En la segunda fase !ueríamos ver !u# pasaba con el calor específico de cada material al cambiarlo de un calorímetro con agua caliente, a uno con agua fría. N donde se obtenía el calor específico de cada muestra y se comparaba con el valor teórico de cada una.
?. R&*&,9(*,&0
& la hora de realizar el experimento es importante saber usar los termómetros. +ener en cuenta la temperatura ambiente. +ener en cuenta el tiempo para los márgenes de errores.
!.REFERENCIAS. !. Laboratorio de física %iguel Ongel 9argas. uía de laboratorio" termodinámica" conservación de la energía y calorimetría.
2. QQQ. ísicarecreativa.comFguíasFcalor<.pdf. #. QQQ.QiRipedia,enciclopedialibre.com.
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