T r ansf er enci adecal orenpr ocesosf í si cos yquí mi cos:Cal or i met r í aI 1
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RogerVal di v i a,J os éCar i gga ,Moi sésSupo,Br unoRamo mos Uni v e r s i da dCat ól i c ad eSan t aMa r í a
RESUMEN: En el siguiente artículo se pondrá en conocimiento de los lectores toda la metodología utilizada, los resultados y las conclusiones obtenidas de la práctica de laboratorio a tratar, la cual trata sobre la transferencia de calor en los procesos físicos y químicos, más conocido como Calorimetría I. Se hará una introducción, donde se encuentran los conceptos preios y básicos necesarios a conocer sobre el tema. !uego en materiales y m"todos se dará a conocer la forma en que se realizó la inestigación y la e#perimentación. $inalmente en resultados se e#pondrá los datos e#perimentales obtenidos en la e#periencia, seguido de las conclusiones finales del tema
Palabras Clave: Calorimetría, Calor, %rocesos &uímicos, %rocesos $ísicos.
ABSTRACT: In the follo'ing article it 'ill be e#pose to the readers all the methodology used in the laboratory practice, the results and conclusions obtained. (he laboratory practice it)s about the transference of 'arm at chemical and physical processes, best *no'n li*e Calorimetry I. It 'ill be an introduction, 'here 'e can find preious and basics concepts about the topic. (hen at +aterials and +ethods 'e can find the 'ay ho' it be do it the inestigation and the e#perimentation. e#perimentation. $inally in esults it 'ill be e#posed the e#perimental data get it in the e#perience, follo'ed by the final conclusions of the topic.
Key Words: Calorimetry, -arm, -arm, Chemical %rocesses, %hysical %rocesses. .
INTRODUCCIÓN. En el presente informe se dará a conocer gracias a la termoquímica en la que los efectos caloríficos de las reacciones químicas, se denomina sistema, la transferencia de ener energí gía a como como calo calorr, trab traba ao, o, mate materi ria a entre ntre el siste istema ma y sus sus alrededores. En el presente estudio e#perimental tendremos, inicialmente como teoría la deter etermi mina nac ción ión de la capa apacida cidad d
calorífica de un sistema calorim"trico aislado consistente de dos
elementos/ Calor y agua. %ero como obetico e#perimental realizado en el labora laborator torio io la determ determina inació ción n de la capa capaci cida dad d calo calorí rífic fica a espe especí cífi fica ca o cons consta tant nte e 0Ccal1 del calorímetro tro mediante el oltae y la intensidad. 2 hall hallar ar la capa capaci cida dad d calo calorí rífic fica a del del etanol mediante su calor sistemático 0Csis1 y calo calorí ríme metr tro, o, teni tenien endo do en
cuenta su densidad su temperatura en este caso de los dos trabaos e#perimentales uno de 345 ml. 2 655 ml. Sometido a temperaturas en la cual se mide su oltee e intensidad, necesarios para hallar su capacidad calorífica o constante. Esto es importante saber porque el calorímetro es un instrumento que sire para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sire para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El cual permitió hallar la capacidad calorífica del etanol. 2a que este instrumento da una alta precisión y una estabilidad.
MATERIALES METODOS. MATERIALES •
+ultitester
•
Calorímetro
•
(ermómetro
•
7gitador magn"tico
•
8ea*er
•
9ead : plate
•
%robeta
•
eactio/ Etanol absoluto
M!TODOS !lenar en una probeta 345 ml. de etanol y en otro 655 ml. los cuáles serán depositados en el calorímetro, por separados, uno a la ez. Con el calorímetro, y usando el elemento de calentamiento para transferir una cantidad conocida de calor al sistema calorímetro, esta ez, conformado con 345 ml. de etanol,
determine la temperatura del sistema antes y despu"s del proceso de calentamiento y calcular la temperatura del sistema. Con estos datos e#perimentales se debe calcular la capacidad calorífica de sistema completo 0Csist 1 teniendo el oltae e intensidad. Esto se repetirá con la probeta de 655 ml. 0Estas ecuaciones resueltas se encontraran en 7ne#o 31. ;tilice la densidad del etanol para determinar la masa 0mEI<91 cargada en e#perimento. 07ne#o =1. %ara hallar por >ltimo se hallara la capacidad calorífica constante Ccal hallada con la siguiente ecuación. 07ne#o 61/ m. ? Cp @ Ccal A Csis
RESULTADOS DISCUSIÓN. !os datos obtenidos del Etanol en 345 ml. y 655 ml. en el calorímetro serán presentados en la siguiente tabla/ (abla 3/ Etanol
3 45 ml.
(emperatu ra inicial 0(i1 (emperatu ra final 0(f1
== BC
7mperio
F.= 7
(iempo
=3.F3 s.
Goltae
3.4 G.
=D BC
65 5 ml. =. 6 BC =. 6 BC F.= 57 65. 3 s. 3. F G.
!os resultados de esta tabla serán lleados a aplicar en la siguiente
formula Csist teniendo en cuenta que la temperatura se debe hallar en Helin/
( V ) . ( A ) . ( TIEMPO ) C. sist A
∆ T
(able =/ Etanol 345 655
C. sist 5.4=4JH 5.KK JH
!os resultados hallados de la masa 0mEI<9 1 del etanol, teniendo en cuenta que ya en clase nos dieron el alor de su Lensidad, que es 5.K4 gJml. que será multiplicado por su olumen que es 345 en un caso y 655 en otro. El resultado en los dos es/ (abla6/ Lensidad 5.K4 gJml 5.K4 gJml
Golumen 345 ml. 655 ml.
+asa 3=D.4 g. =44 g.
%or ultimo para terminas de hallar el resultado se utiliza la siguiente ecuación/ m. ? Cp @ Ccal A Csis. !a masa debe ser diidida entre 3555. %or >ltimo se hallara la capacidad calorífica constante que da como resultado en los dos diferentes casos 345 ml. 2 655 ml. son/
BIBLIO"RA#IA Urba$o% M.I.& L'(e)% A.& Es*obar% +.M.& Re$,-o% +.L. /010. N3O
Calorimetría. ;PIGESIL7L LE! C7;C7, Lepartamento de $ísica, 3 periodo, pag. =. N=O Re*2ay% E.& 3as42e)% B.& /005. (ermoquímica. ;PIGESIL7L P7CI
ANE6OS (abla 3/
(abla / Etanol 345 ml. 655 ml.
proceso físico o químico toma lugar, idealmente, aprendimos que ning>n fluo de calor ingresa o sale a sus alrededores, por eso calor mantenido por el calorímetro, con ayuda del termómetro y de un agitador que ayuda a que el calentamiento sea uniforme. El cual nos ayuda a obtener la transferencia de calor y determinar su capacidad calorífica constante y especifica el cual aría en el primer caso de 345 ml. de etanol da 5.=3 y en el segundo de 655 ml. da un resultado negatio M5.36=.
Ccal. 5.=3 M5.36=
CONCLUSIONES !a e#periencia e#perimental con ayuda del calorímetro que es un equipo e#perimental en el que un
Etanol (emperatura inicial 0(i1 (emperatura final 0(f1 7mperio (iempo Goltae
345 ml. == BC
655 ml. =.6 BC
=D BC
=.6 BC
F.= 7 =3.F3 s. 3.4 G.
F.=5 7 65.3 s. 3.F G.
7ne#o 3/ %ara hallar con 345 ml. de etanol/
5.K4gJml.A
5.K4gJml.A
7ne#o =/ %ara hallar su masa se sabe que su densidad del etanol es de 5.K4 gJml/ y su olumen es de 345 en uno y 655 en otro entonces podemos hallar su masa m LA V
m 300 ml .
m 150 ml .
m A 5.K4gJml. m A 5.K4gJml. ? 345 ml. ? 655 ml. m A 3=D.4 g. m A =44 g.
C. sist A
( V ) . ( A ) . ( TIEMPO ) ∆ T
C.
sist
A
7ne#o 6/ %ara poder hallar 0Ccal1 la masa hallada en el 7ne#o = debe ser diidida entre 3555. %or >ltimo se hallara la capacidad calorífica constante que da como resultado en los dos diferentes casos 345 ml. 2 655 ml
A
m. ? Cp @ Ccal A Csis
( 19.5 V . ) . ( 6.24 A . ) . ( 21.61 s . ) 27 ° C − 22 ° C
C.
sist ( 19.5 V . ) . ( 6.24 A . ) . ( 21.61 s . ) 300.15 K −295.15 K
C.
sist
Con 345 ml. de etanol/ 127.5 ml . × 2.44 JK / Kg. K + C cal=0.525 J / K 1000
A
( 19.5 V . ) . ( 6.24 A . ) . ( 21.61 s . ) 5 K
=0.525 J / K
5.3=D4 ? =. HJ Hg.H @ Ccal A 5.4=4 JH 0.3111 J / K + C cal= 0.525 J / K
%ara hallar en 655 ml. de etanol/
C.
A
sist
C cal=0.525
( 19.6 V . ) . ( 6.20 A . ) . ( 20.1 s . )
J j − 0.3111 K K
C cal=0.214 J / K
29.3 °C −24.3 ° C
Con 655 ml. de etanol/
C.
sist ( 19.6 V . ) . ( 6.20 A . ) . ( 20.1 s . )
A 255 ml . 1000
302.45 K −297.45 K
× 2.44 JK / Kg . K + C cal= 0.488 J / K
5.=44 ? =. HJ Hg.H @ Ccal A 5.KKJH
C.
sist
A
( 19.6 V . ) . ( 6.20 A . ) . ( 20.1 s . ) 5 K
0.6222 J / K + C cal = 0.488 J / K
=0.488 J / K
C cal=0.488
J J − 0.6222 K K
C cal=−0.1342 J / K
