exp 07 calores especificos de las sustancias

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II DPTO. AC. DE FÍSICA INTERDISCIPLINARIA FCF – UNMSM

CCAALLOORREESS EESSPPEECCÍÍFFIICCOOSS DDEE LLAASS S

Nota

SUUSSTTAANNCCIIAASS

EXPERIENCIA N° 7

I. OBJETIVO

Determinar el calor específico de un objeto sólido, mediante el método de

mezclas.

II. EQUIPOS / MATERIALES

1 Equipo de calentamiento 1 Clamp

1 Soporte universal 1 Varilla metálica

1 Calorímetro de mezclas 1 Termómetro

1 Probeta graduada de 100 ml 1 Vaso Pirex de 500 ml

1 Balanza Agua potable

Muestras metálicas (bloques cilíndricos)

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

La cantidad de calor disipado o absorbido por cuerpos de la misma

sustancia es directamente proporcional a la variación de la temperatura.

''

TQ

TQ

Δ=

Δ (1)

También el calor cedido o absorbido por cuerpos distintos, pero de la

misma sustancia, son directamente proporcionales a la masa.

''

mQ

mQ

= (2)

Exp. N° 7 CALORES ESPECÍFICOS DE LAS SUSTANCIAS

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El calor específico (c ) de un cuerpo se define como: dTdQ

mc 1=

(3)

Donde dQ es el elemento de la cantidad de calor que intercambian los

cuerpos y con el medio que lo rodea, mientras que dT es el elemento de

variación de temperatura que experimenta los cuerpos.

La cantidad de calor transferida/absorbida por el cuerpo depende de las

condiciones en que se ejecuta el proceso.

En la presente experiencia se utilizará el método de mezclas y el proceso de

medida se realizará a presión constante.

Método de Mezcla

Se coloca una cantidad M de agua en el calorímetro, se agita y después de

unos minutos se mide la temperatura T0. Seguidamente se vierte una

cantidad m de agua a la temperatura T; se agita la mezcla y después de

otros minutos se mide la temperatura de equilibrio Te. Cuando el

calorímetro está adiabáticamente aislado, en equilibrio térmico, se

encuentra que (M+k)(Te-T0)+m(Te-T)=0.

Finalmente se despeja la constante k,

Cuando el intervalo de temperatura no sea muy amplio el método de

mezclas conduce a la determinación del calor específico medio; aquí se

hace uso del balance de energía.


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Sea una porción de agua de masa en un calorímetro de masa ,

ambos a la temperatura y otro cuerpo de masa a otra temperatura

. Llamemos c

am calm

aT Cm

aC TT > a al calor específico del agua, calor específico del

calorímetro y al calor especifico del cuerpo. Después de un tiempo

prudencial de haberse mezclado el agua con el cuerpo el sistema adquirirá

una temperatura de equilibrio . Se encuentra la ecuación,

calc

Cc

eT

( ) )()( aeaaaecalcaleCCC TTcmTTcmTTcm −+−=− (4)

Conociendo el calor específico del agua y del calorímetro, el calor específico

del cuerpo queda automáticamente determinado.

IV. PROCEDIMIENTO

Determinación del equivalente en agua del calorímetro

1. Coloque en el calorímetro 150 g de

agua (utilice la probeta graduada).

Tabla 1

2. Tome la temperatura en el calorímetro.

……………….. =aT

3. Tome la primera muestra (cilindro).

aguam ±

aT ±

Cm ±


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vaso Calorímetro


Mida su masa.

=Cm ..……………..

4. Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.

5. Deposite la muestra en el vaso de precipitado que contiene 500 ml de

agua y sométala a la acción térmica, hasta que alcance la temperatura de

ebullición.

¿Por qué solo llega a esta temperatura?

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

CT ±

6. Deje hervir la muestra de 7 a 10 minutos.

¿Para qué se hace hervir la muestra todo este tiempo?

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

7. Introduzca rápidamente la muestra caliente en el calorímetro y tápelo

inmediatamente. Anote la temperatura cuando llegue al equilibrio . eT

¿Para qué se hacen estas acciones tan inmediatamente? …………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

8. Realice la misma operación con muestras de sustancias diferentes.

Coloque en el vaso con agua en hervor una muestra cada vez.

Determine el calor específico de cada muestra. Acompañe cada valor con su error experimental.


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Tabla 2 Bloque Muestra1 Muestra2 Muestra3 Muestra4

aT (ºC)

CT (ºC)

eT (ºC)

cm (g)

c ( )Cgcal º/ ⋅

¿De qué sustancia está constituida cada muestra?

Bloque Muestra1 Muestra2 Muestra3 Muestra4

Sustancia

Confeccione un cuadro resumen con: Calores específicos de Tablas (valores

teóricos) y calores específicos experimentales que incluya el error

porcentual.

¿A qué factores atribuye estos errores?

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

¿Cuáles considera que son las fuentes de errores en este experimento?

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

EXPERIMENTO N° 11 FECHA: VºBº del Profesor

ALUMNO:

MATRÍCULA:


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V. TAREA

1. ¿Qué es un calorímetro? Descríbalo y explique como funciona.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

2. Investigue cuántos tipos de calorímetros hay. Descríbalos

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

3. Para la determinación del calor específico de un líquido ¿Qué cambios

significativos que introduciría usted?

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

VI. CONCLUSIONES

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

VII. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

…………………………………………………………………………………………………

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