Initiating a partial tracing

 Determinar el valor del calor especifico de un objeto metálico por el método de mezclas

MARCO TEORICO

Es sabiendo que, para calentar un cuerpo o una sustancia cualquiera, debemos exponerla a la acción del calor o bien al contacto con otro cuerpo o medio que se encuentre a mayor temperatura que él.

Conocida la cantidad de calor ganada o perdida, la masa del cuerpo, y la variación de la temperatura, puede entonces determinarse el calor específico de una sustancia.

Un calorímetro es un instrumento aislado térmicamente utilizado para medir las cantidades de calor que liberan o absorben distintas masas por medio de su temperatura, y así, determinar su calor específico.

El calor especifico de un cuerpo puede medirse calentándolo a una cierta temperatura (por ejemplo: punto de ebullición del agua), para luego introducirlo en un líquido de masa y temperatura conocida (por ejemplo: agua) dentro del calorímetro, y así por último la temperatura final de equilibrio de dicho líquido. Si el sistema está aislado térmicamente de su entorno, el calor que sale del cuerpo tiene que ser igual al calor que entra en el líquido y en el recipiente. Este procedimiento se define como calorimetría.

La capacidad calorífica de cualquier material es la relación entre el calor que recibe el material y el cambio de temperatura del mismo, esta relación depende de muchos factores, entre otros la forma como se le transfiere calor, de la masa y del tipo material. La relación entre la capacidad calorífica y la masa se llama calor específico.

Cuando un cuerpo varía su temperatura en general lo hace porque o se le ha suministrado calor o el cuerpo ha dado calor. Cuando tomamos un jugo y lo enfriamos por medio de hielo lo que en realidad estamos haciendo es calentando el hielo, el calor necesario para calentar el hielo lo da el jugo.

El jugo calienta el hielo no el hielo enfría el jugo como se piensa. Esta es la dirección en la cual se propaga el calor, de los objetos más calientes a los más fríos, y no en dirección contraria.

La cantidad de calor Q que se le suministra a un cuerpo de masa m y de calor específico c para elevar su temperatura una cantidad ΔT será,

Q = m c ΔT

Sean m: la masa del cuerpo u objeto; c: calor especifico del cuerpo; Ti: temperatura inicial del cuerpo; Tf: temperatura final del cuerpo dentro del baño de agua; ma y ca: masa y calor especifico del agua; mr y cr: masa y calor especifico del recipiente; mc y cc: masa y calor especifico del cuerpo.

Partiendo que el calor recibido es igual al calor cedido, que Q= m.c (Tf – Ti) y con los datos anteriores podemos obtener:

Qrecibido = Qcedido

m.c (Tf – Ti) = ma.ca (Tf – Ti) + mc.cc (Tf – Ti)

La intervención del calorímetro en el proceso se representa por su equivalente en agua: su presencia equivale a añadir al líquido que contiene los gramos de agua que asignamos a la influencia del calorímetro y que llamamos equivalente en agua o π _{. El equivalente en agua viene a ser la cantidad de agua que absorbe o} desprende el mismo calor que el calorímetro:

ca . π = mrec.crec + mterm . cterm + magit . cagit

Siendo mterm y cterm, masa y calor especifico del termómetro, magit y eagit: masa y calor especifico del agitador.

Principio cero: si tenemos dos cuerpos a diferentes temperaturas y los ponemos en contacto a ambos, el cuerpo de mayor temperatura cede el calor al de menor temperatura hasta alcanzar el eequilibrio térmico. En dicho momento cesa la transferencia de calor.

PREGUNTA:

¿Cómo se puede medir el calor específico de diferentes materiales utilizando un termo (calorímetro) y agua?

MATERIALES:

 Un calorímetro

 Un vaso de precipitado  Balanza

 Un termómetro  Una pesita metálica  Hilo de nylon

 Un reverbero

PROCEDIMIENTO:

2. Mida la masa de la pesita.

Se determino que la masa de la pesita es de 39,52g

3. Introduzca la pesita en el vaso de precipitados, atada al hilo de nylon

4. Mida la masa del calorímetro.

Se determino que la masa del calorímetro es de 8,57g.

5. Agregue una cantidad conocida de agua al calorímetro a temperatura ambiente. Se agregaron 100 ml de agua.

Teniendo entonces que la temperatura del calorímetro es de 20°C Y la temperatura del agua es de 19°C a temperatura ambiente.

7. De acuerdo al material con el que está hecho el calorímetro, determine el calor especifico del calorímetro. (por ejemplo, aluminio)

El calorímetro esta hecho de icopor y su calor especifico es de 1200 Jkg_K

8. Cuando el agua del vaso de precipitado hierva, determine el valor de la temperatura de ebullición. Mantenga la ebullición.

Donde la temperatura de ebullición fue de 91°C

9. Después de cierto tiempo (un minuto)saque la pesita del vaso de precipitados y sumérjala en el agua del calorímetro, tape herméticamente y agite suavemente con el agitador al interior del calorímetro, hasta que el sistema llegue al equilibrio 10.Tome la temperatura final al interior del calorímetro.

Donde la temperatura final es de 22°C.

11. Determine una ecuación para la energía final del sistema: calorímetro, agua del calorímetro y pesita (antes de sumergirla)

+(M c ΔT ) que recibe el agua = - (m c ΔT ) que pierde el metal 12.Determine una ecuación final para la energía final del sistema (después de

agitar).

+(c ) q ue recibe elagua=−(m c ΔT )q ue recibe el metal (m ΔT ) q ue ℜ3 dibe el agua

13.Las dos ecuaciones tienen una incógnita, calor especifico de la pesita.

14.Aplicando el principio de la conservación de la energía, las dos ecuaciones se deben igualar. despeje la incógnita.

c metal=(m H 2O)(c H 2O)(ΔT H 2 O) (m metal)(ΔT metal)

15.Determine el calor especifico de la pesita c metal=(m H 2O)(c H 2O)(ΔT H 2 O)

ΔΤ H2 O= 22°C - 19°C= 3 ΔΤ metal= 91°C - 22°C= 69 TABLA DE DATOS: TABLA 1 c metal=(1 00 g)(1 cal/ gr ° C)(3℃) (39,52 g)(69℃) c metal=300 cal/gr °C 2726.88 c metal=0.110 cal/g ° C

Se puede decir que el metal que el metal con el que se trabajo fue el acero ya que su valor de calor específico en las tablas es de 0,114 cal/ g °C