INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE FORMACIN BSICA

LABORATORIO DE TERMODINMICA DE LAS SUSTANCIAS PURAS

PRCTICA NMERO 3.

CAPACIDAD CALORIFICA DEL ALUMINIO

NOMBRE DEL ALUMNO: GRUPO: 1IM30

PRIMERA SECCION

TURNO MATUTINO 17 DE FEBRERO DE 2014

PRCTICA NMERO 3.CAPACIDAD CALORIFICA DEL ALUMINIO

OBJETIVO GENERAL:Calcular la capacidad calorfica de un metal a diferentes temperaturas y compararlo con el dato bibliogrfico para calcular el porcentaje de error.OBJETIVO PERSONAL:Experimentar la capacidad calorfica del aluminio as como observar cmo se comporta tomando intervalos de temperatura y registrando el tiempo.INTRODUCCIN TERICA.Cuando un sistema de masa grande se pone en contacto con un sistema de masa pequea que est a diferente temperatura, la temperatura de equilibrio resultante est prxima a la del sistema grande.Decimos que una cantidad de calorDQse transfiere desde el sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura. La cantidad de calor transferida es proporcional al cambio de temperaturaDT. La constante de proporcionalidadCse denomina capacidad calorfica del sistema.DQ=CDTSi los cuerpos A y B son los dos componentes de un sistema aislado, el cuerpo que est a mayor temperatura transfiere calor al cuerpo que est a menos temperatura hasta que ambas se igualanSiTA>TB El cuerpo A cede calor:DQA=CA(T-TA), entoncesDQA0ComoDQA+DQB=0La temperatura de equilibrio, se obtiene mediante la media ponderada

La capacidad calorfica de la unidad de masa se denomina calor especficoc. C=mcLa frmula para la transferencia de calor entre los cuerpos se expresa en trminos de la masam,del calor especficocy del cambio de temperatura.DQ=mc(Tf-Ti)DondeTfes la temperatura final yTies la temperatura inicial.El calor especfico es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve en un grado centgrado su temperatura.Joule demostr la equivalencia entre calor y trabajo 1cal=4.186 J. Por razones histricas la unidad de calor no es la misma que la de trabajo, el calor se suele expresar en caloras.El calor especfico del agua esc=1 cal/(g C). Hay que suministrar una calora para que un gramo de agua eleve su temperatura en un grado centgrado.http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htmCapacidad calorficaComo regla general, y salvo algunas excepciones puntuales, la temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aportaenergaen forma decalor. El cociente entre la energa calorfica Q de un cuerpo y el incremento de temperatura T obtenido recibe el nombre decapacidad calorficadel cuerpo, que se expresa como:

La capacidad calorfica es un valor caracterstico de los cuerpos, y est relacionado con otra magnitud fundamental de lacalorimetra, elcalor especfico.

Para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 C es necesario aportar una cantidad de calor igual a una calora. Por tanto, la capacidad calorfica de 1 g de agua es igual a 1 cal/K.Calor especficoEl valor de la capacidad calorfica por unidad de masa se conoce como calor especfico. En trminos matemticos, esta relacin se expresa como:

Donde c es el calor especfico del cuerpo, m sumasa, C la capacidad calorfica, Q el calor aportado yDT el incremento de temperatura.El calor especfico es caracterstico para cada sustancia y, en el Sistema Internacional, se mide en julios por kilogramo y kelvin (J/(kg k)). A ttulo de ejemplo, el calor especfico del agua es igual a:

Del estudio del calor especfico del agua se obtuvo, histricamente, el valor del equivalente mecnico del calor, ya que:

CalorimetraLa determinacin del calor especfico de los cuerpos constituye uno de los fines primordiales de la calorimetra.El procedimiento ms habitual para medir calores especficos consiste en sumergir una cantidad del cuerpo sometido a medicin en un bao de agua de temperatura conocida. Suponiendo que el sistema est aislado, cuando se alcance el equilibrio trmico se cumplir que el calor cedido por el cuerpo ser igual al absorbido por el agua, o a la inversa.

Mtodo de medida de calores especficos. Al sumergir un cuerpo en agua de temperatura conocida, cuando se alcanza el equilibrio trmico, el calor cedido por el cuerpo es igual al absorbido por el agua.Como la energa calorfica cedida ha de ser igual a la absorbida, se cumple que:

Siendo m la masa del cuerpo sumergido, c su calor especfico, T la temperatura inicial del cuerpo, mala masa de agua, cael calor especfico del agua, Tala temperatura inicial del agua y Tfla temperatura final de equilibrio. Todos los valores de la anterior expresin son conocidos, excepto el calor especfico del cuerpo, que puede por tanto deducirse y calcularse de la misma.http://www.hiru.com/fisica/calorimetria-capacidad-calorifica-y-calor-especifico

DESARROLLO:DESARROLLO: 1.-Armar el equipo. 2.-Pesar el trozo de aluminio. 3.-Hacer lectura de temperatura ambiente del aluminio sumergido en el agua. 4.-Comenzar a calentar el agua con el aluminio sumergido y el termmetro para medir el tiempo y la temperatura cada vez que aumentan diez grados centgrados, hasta alcanzar el punto de ebullicin del agua. 5.-Hacer los clculos de la capacidad calorfica CP y el calor suministrado para cada temperatura.

MATERIAL UTILIZADO: Vaso de precipitados de 250 ml. Agua normal. Trozo de aluminio. Mechero Bunsen. Gas Licuado del Petrole (L P). Pinzas. Termmetro de 10 a 150C con intervalo de 1C.

SUSTANCIAS UTILIZADAS: Agua normal. Gas L. P.

CALCULOS Y RESULTADOS:TABLA DE DATOS

TEMPERATURA AMBIENTE20CTEMPERATURA INICIAL20Cm= 54.75g.

Temperatura t del sistema en cTiempo en segundos

200

302.05

403.49

505.35

607.34

709.43

8012.16

9016.15

TABLA DE ECUACIONESECUACIONUNIDADESSIMBOLOGIA

1molmol

2CpAluminio = 4.80+0.00322TCp = capacidad calorifica

3Q= nCpTcaloriaQ = calor suministrado

4%E= E = porciento de error

TABLA DE RESULTADOS:MOLES DE ALUMINIO: 2.029168134 mol

TIEMPO(SEGUNDOS)MEDIOTEMPERATURA MEDIA(K)Q(J)Cp. DEL ALUMINIO BIBLIOGRAFICO(J/g.K)Cp. DEL ALUMINIO EXPERIMENTAL(J/g.K)% E

(%)

1.025298.165489.0410.90042190.8932260.79

2.77308.165491.770.90640910.8982200.98

4.42318.165494.500.91180910.9032130.94

6.34328.165497.240.91720910.9082060.98

8.38338.165499.970.92260910.9132000.43

10.79348.165502.710.92800910.9181931.05

14.15358.165505.440.9322660.9231860.97

ANALISIS DE RESULTADOS:Por lo que podemos observar en la tabla de resultados al aumentar el tiempo aumenta la temperatura porque como recordaremos cada vez que este trascurre se va acumulando calor por lo que este tambin aumenta, entonces; la capacidad calorfica se define como la relacin existente entre el calor suministrado al sistema y el cambio en la temperatura del mismo. Haciendo que la capacidad calorfica sea funcin de la temperatura, por consiguiente la capacidad calorfica tiende a aumentar pero de manera significativa.

CONCLUSIONESHemos comprobado experimentalmente que al suministrar calor al sistema se relaciona con el cambio de temperatura del mismo, ha esto se le llama capacidad calorfica; esta en relacin con la temperatura son proporcionales ambas aumentan pero no equitativamente al igual que con relacin con el calor tienden a aumentar de manera proporcional mientras transcurre el tiempo.