Experiencia del calor especifico de sólidos.

Ingrese al programa PASCO CapstoneTM, haga clic sobre el icono tabla y gráfica y seguidamente reconocerá el sensor de temperatura previamente insertado a la interfase USB Link.

Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemos doble clic sobre el icono CONFIGURACION y lo configuramos para que registre un periodo de muestreo de 10 Hz en ºC.

Luego presione el icono del SENSOR DE TEMPERATURA luego seleccione numérico y cambie a 2 cifras después de la coma decimal, según datos proporcionados por el fabricante el sensor mide en el rango de -35 ºC a 135 ºC con un paso de 0.01 ºC.

Una vez calibrado el sensor arrastramos el icono Gráfico sobre el icono sensor de temperatura y seleccionamos la gráfica temperatura vs tiempo, luego hacemos el montaje de la figura 4.1.

Figura. 4.1. Primer montaje.

Inicie la toma de datos introduciendo 200 ml de agua en el calorímetro y oprimiendo el botón inicio en la barra de configuración principal de PASCO CapstoneTM. Utilice las herramientas de análisis del programa para determinar la temperatura inicial Ti del sistema calorímetro, agitador y agua.

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 Al momento de medir la masa de agua que introducirá en el matraz cuide de no mojar la balanza.

Coloque en el vaso precipitado 200 ml de agua, conjuntamente con el cuerpo y usando el mechero caliéntelo hasta que el agua hierva, de esta forma la temperatura T del cuerpo será la misma que la del agua hirviendo (100 °C aproximadamente).

Oprima el botón inicio en la barra de configuración principal de CapstoneTM

 Rápida y cuidadosamente introduce el cuerpo dentro del calorímetro, agite el agua con el fin de crear corrientes de convección y distribuir el aumento de temperatura a todo el recipiente.

Utilice las herramientas de análisis del programa para determinar la temperatura más alta registrada. Esta será la temperatura de equilibrio TEq.

Repita el proceso hasta completar 2 mediciones, con 3 cuerpos metálicos diferentes y llene las tablas 4.1 y 4.2.

Datos teóricos útiles

cAl = 0.2250 cal/gr ºC Aluminio cCu = 0.0931 cal/gr ºC Cobre

cFe = 0.1146 cal/gr ºC Hierro cPb = 0.0320 cal/gr ºC Plomo

cCb = 0.0577 cal/gr ºC Estaño cZn = 0.0925 cal/gr ºC Zinc

cACE = 0,106 cal/gr ºC Acero

TABLA 4.1. Calor específico de Hierro

Clase de metal usado _{Hierro, Fe} Calor especificoteórico (Cal/g°C)

Medición 1 2

Capacidad calorífica del calorímetro C

Masa del cuerpo metálico M Masa de agua

Temperatura inicial del sistema Ti Temperatura inicial del

cuerpo caliente T Temperatura de equilibrio TEq Calor especifico experimental Error porcentual E (%) =V bibliografi c o − V e xp e ri me ntal Vbibliografico ×100%

TABLA 4.2. Calor específico de Latón (Cu-Zn)

Clase de metal usado latón Calor especificoteórico (Cal/g°C)

Medición 1 2

Capacidad calorífica del calorímetro C

Masa del cuerpo metálico M Masa de agua

Temperatura inicial del sistema Ti Temperatura inicial del

cuerpo caliente T Temperatura de equilibrio TEq Calor especifico experimental Error porcentual E (%) =V bibliografi c o − V e xp e ri me ntal Vbibliografico ×100%

TABLA 4.3. Calor específico de Aluminio

Clase de metal usado Aluminio, Al Calor especificoteórico (Cal/g°C)

Medición 1 2

Capacidad calorífica del calorímetro (C cal/°C) Masa del cuerpo metálico M

(g) Masa de agua

(g)

Temperatura inicial del sistema Ti (°C) Temperatura inicial del

cuerpo caliente T (°C) Temperatura de equilibrio TEq (°C) Calor especifico experimental (Cal/g°C) Error porcentual E (%) =V bibliografi c o − V e xp e ri me ntal Vbibliografico ×100%

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5. CUESTIONARIO

5. 1 Sobre la Experiencia del calor especifico de sólidos.

5.1.1 ¿Podrías determinar el calor específico de las muestras usadas en este experimento enfriando el metal a la temperatura del hielo en vez de calentarlo como se hizo en la experiencia? Explica.

5.1.2 ¿Podrías determinar el calor específico de una sustancia desconocida sin necesidad de hacer uso de una sustancia de referencia como el agua? Explica.

5.1.3 Si se triplicara el espesor de las paredes del calorímetro ¿Variaría el intercambio de calor?, explique su respuesta.

5.1.4 ¿Qué viene a ser la energía calorífica absorbida por una sustancia cuando la temperatura es incrementada?

5.1.5 ¿Cuánto es el equivalente en agua del calorímetro?

5.1.6 ¿Qué evidencia dan los resultados de esta experiencia para justificar que el agua tiene un calor específico más alto que los materiales considerados?

5.1.7 Si la temperatura del rollo de cobre hubiera sido 800 ºC ¿Cuál hubiera sido la temperatura de equilibrio de la mezcla?

5.1.8 ¿Qué porcentaje de error has introducido al despreciar el equivalente en agua del termómetro?. El calor específico hallado tendría un valor mayor o menor al considerar el calor absorbido por el termómetro. Demuestra tu respuesta.

5.2.1 La temperatura muy alta en la atmosfera puede ser de 700 oC. Sim embargo, un animal ahí se podría congelar y morir en vez de asarse. Explique

6 PROBLEMAS

6.1 A) Hallar la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 100g de cobre desde 10 o C a 100 o C. B) suponiendo que a 100g de aluminio a 10 o C se le suministra la cantidad de calor del apartado A, deducir que cuerpo, cobre o aluminio estará más caliente.

6.2 En una fiesta, un trozo de hielo de 0.50 kg a -10o C se pone en 3 kg de te a 20o C ¿A qué temperatura y en qué fase estará la mezcla final?. Considere el te como agua

7 APLICACIÓN A LA ESPECIALIDAD (Se presenta dos aplicaciones del tema realizado, aplicados a su especialidad).

7.1 7.2 8 OBSERVACIONES 8.1 8.2 9 CONCLUSIONES 9.1 9.2

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55 PRÁ

PRÁCCTTIICA CADE DELABORATOLABORATORRIO IONNº º0606