256197231 Practica 2 Capacidad Calorifica de Los Solidos

(1)

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad “Culhuacán”

Laboratorio de Química

“CAPACIDAD CALORIFICA DE LO OLIDO”

Practica !o"#

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Pro3e%or& *artha El2ia ala0ar 'al2án

(2)

IINTRODUCCION Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de una sustancia, (usando el S!. ndica la mayor o menor dificultad que presenta dic"o cuerpo para experimentar cambios de

temperatura ba#o el suministro de calor. $uede interpretarse como una medida de inercia t%rmica.

Es una propiedad extensi&a, ya que su magnitud depende, no s'lo de la sustancia, sino tambi%n de la cantidad de materia del cuerpo o sistema por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. $or e#emplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica ser) mayor que la de un &aso de agua. En general, la capacidad calorífica depende adem)s de la temperatura y de la presi'n.

OBJETIVOS

*eterminar mediante el balance de energía la constante del calorímetro y la Capacidad Calorífica de un s'lido.

n&estigaci'n te'rica Capacidad Calorífica

La capacidad calorífica molar de una sustancia a &olumen constante, C&, es la cantidad de calor que se requiere para ele&ar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1+C a &olumen constantes y a una temperatura dada.

La capacidad calorífica molar de una sustancia a presi'n constante, Cp, es la cantidad de calor que se requiere para ele&ar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1+C a presi'n constante y a una temperatura dada. l me-clar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energía en forma de calor desde el m)s caliente al m)s frío.

*ic"o tr)nsito de energía se mantiene "asta que se igualan las temperaturas, cuando se dice que "a alcan-ado el equilibrio t%rmico. La cantidad de calor  que se transfiere desde el líquido caliente, o la que absorbe el frío.

/ capacidad cal'rica / cantidad de calor / &ariaci'n de temperatura

El calor específico es la cantidad de calor cedido o absorbido por un gramo de una sustancia,

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para &ariar su temperatura en un grado Celsius. donde0 / calor específico / capacidad cal'rica / masa y el calor necesario para producir un cierto aumento de temperatura es *esde el punto de &ista termodin)mico la capacidad calorífica de los cuerpos

se expresa como el cambio de energía t%rmica como funci'n del cambio en la temperatura.

Se designa con el nombre de calor (! a la energía en tr)nsito que fluye desde una parte de un sistema a otra o de un sistema a otro, en &irtud nicamente de una diferencia de temperatura.

En físicaencontramos definidos &arios tipos de calores para una me#or comprensi'n y entendimiento de los diferentes procesos y fen'menos que ocurren en las sustancias y los cuerpos, así se puede definir el calor sensible, calor latente y el calor específico Calor sensible es aquel que un cuerpo o sustancia es capa- de absorber o ceder sin que por ello ocurran cambios en su estructura molecular, o sea, en su estado físico.

2aterial y equipo 1 3ripi%.

1 4e#illa de asbesto 1 2ec"ero,  5a6o 2aria 1 3erm'metro

1 5alan-a granataria 1 gitador de &idrio

1 $in-as para &aso de precipitado 1 7aso de precipitados de 899 ml 1 7aso de precipitados de :89 ml

1 7aso grande de unicel con tapa de 899 mL $;43E *EL L<2=;

S'lidos como0 postas de plomo, perdigones de níquel, cobre y -inc, c"inc"e de fierro o cuentas de &idrio

PROCEDIMIENTO $rimera parte0

$ara determinar la constante del calorímetro (K!

1.>$ese :99 g. de agua en el &aso de unicel que emplear) como CL;42E34; en el resto de este experimento agite, tome la temperatura del agua y regístrela (3 1!.

(4)

?3ome la temperatura del agua y cali%ntela lentamente, "asta aproximadamente 18 grados sobre la temperatura inicial registrada,

?gite el agua con el agitador de &idrio para que el calentamiento sea uniforme (con cuidado de no golpear el term'metro!.

? pague y retire el mec"ero, siga agitando "asta alcan-ar aproximadamente la temperatura predeterminada (agua a temperatura ambiente @ 18 A ! y regístrela al permanecer constante (31!.

B.>7ierta el agua caliente contenida en el &aso de &idrio en elCL;42E34;, tape r)pidamente, agite y registre la temperatura (31! cuando %sta permane-ca constante. Segunda parte0

$ara determinar la capacidad calorífica del s'lido.

. $ese 199 g. de agua en el &aso CL;42E34;, tome su temperatura y regístrela (31!.

8. $ese :99 g. de postas ($b!, en un &aso de &idrio de 899 ml

D. Caliente las postas en ba6o maría durante 19 minutos, mida cuidadosamente su temperatura (31! y regístrela. 3enga cuidado al usar el term'metro.

. 7ierta inmediatamente y con cuidado las postas calientes en el calorímetro, agite, obser&e la ele&aci'n de la temperatura "asta que esta permane-ca constante y registre este &alor.

DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO:

1º Parte: Para determinar la cn!tante "#$ del calr%metr&

Calorímetro Vaso de Vidrio

m H

2

O

=

200 g

m

H

2

O = 200 g

T i =24

°C

T i =39 °C

T f =32

°C

T f =32°C

(5)

Calorímetro Vaso de Vidrio

m H

2

O = "00 g

m postas #P$% = 200 g

T i =24

°C

T i =24 °C

T f =2&

°C

T f =50 °C

CALCULOS E'ECTUADOS

Primera (arte: Calculo de la constante K del calorímetro.

$ara calcular tanto el calor ganado como el calor perdido del agua, se "a de suponer que la capacidad calorífica del agua para este y todos los restantes c)lculos, es de 1.99 calFg> grado.

2ediante un balance de energía, de determina la constante del CL;42E34; (K! en donde el &alor ganado por el agua en el calorímetro es igual al perdido por el agua del &aso de &idrio.

Utilizando la ecuación general para determinar el calor ganado o

perdido por el agua.

'

H20

=

m

H2O

C

H2O

#(T%

H2O

'

H2O = Calor ganado o perdido del agua (calora!"

m

H2O

=

Cantidad de agua (gramo!"

C

H2O

=

Capacidad calor#ca del agua (cal$g%grado"

#(T%

H2O = &ariación de temperatura del agua (° grado!"

'

ganado

= ''

H20 calormetro ) '' calormetro

'

ganado H2O = '

m

H2O

C

H2O (*3 + *i" H20calormetro ) '() calormetro" (*3 + *i"

calormetro

'

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H2O" (

C

H2O" (*3 + *i" ,a!o de ,idrio

-O*/'

perdido

!iempre !er negati,o1 deido a ue *



e! menor

ue *

i

(6)

e!pe6ando

)

calormetro

=

)

= %375

Se)*nda (arte: Calculo de la capacidad calorífica (C! del plomo ($b! =ue&amente se "ace un balance de calor

*eterminar el calor perdido por las postas de plomo. +perdido por las postas / (m$b!(C$b!(3f G 3i !$b +ganado / H+ I:; calorímetroJ @ H+calorímetroJ

+ I:; calorímetro / HmI:;CI:;(3f G 3i ! calorímetroJ +calorímetro / H(# calorímetro!!(3f G 3i !calorímetroJ

Sustituyendo en el balance de calor

Hm I:; C I:; ( 3f G 3i ! calorímetroJ @ H(# calorímetro! !(3f G 3i ! calorímetroJ / H/ (m $b!( C $b!( 3f G 3i !$bJ

Calcule la capacidad calorífica de las postas despe#ando C$b0

(7)

-0.16

 la capacidad calorífica de una sustancia con relaci'n a la del agua se llama, calor especifico de esa sustancia.

*ebido a que se "a considerado la capacidad calorífica del agua como de 1.99 calFg grado, el calor especifico de las postas es el &alor num%rico de la capacidad calorífica calculada.

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CONCLUSIONES

l t%rmino de la presente pr)ctica aprendimos a determinar la capacidad calorífica de un calorímetro que mantenía una presi'n constante.

$ara calcular esta constante fue indispensable conocer perfectamente la temperatura tanto de los reacti&os utili-ados indi&idualmente, como tambi%n la temperatura de todo el sistema.

$or medio de las dos experimentaciones reali-adas nos dimos cuenta que el calorímetro aíslo la temperatura de los dos líquidos utili-ados, pro&ocando de esta manera que existiera un flu#o de calor entre las dos sustancias de manera tal que el sistema adquiri' una temperatura que se mantu&o constante, la cual se conoce como temperatura de equilibrio del sistema.

3ambi%n nos pudimos dar cuenta que el cambio de temperatura que se present' en el sistema est) en funci'n del tiempo, es decir, al momento de me-clar los dos líquidos a diferentes temperaturas el cambio que se present' dur' un peque6o lapso de tiempo. Es importante mencionar que experimentalmente existi' un porcenta#e de error debido principalmente al momento perdido en tapar el calorímetro despu%s de agregar el segundo líquido, esto porque pro&oca que el sistema no se mantenga completamente aislado.

5ibliografía.

Cort%s u)re-, le#andro. uimica B, 1 Edici'n, 2%xico 1MMM.

Cutnell. uimica, Editorial Limusa Niley, : Edici'n, 2%xico :99.

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