INFOR
INFORME DE LME DE LABORABORATORIO ATORIO N ….N ….
Nombre del Curso:
Nombre del Curso:
Nota:
Nota:
Título:
Título:
Realizado
Realizado:.../.../...:.../.../...
Mesa
Mesa ......
Autores:
Autores: Código:Código:
1.
1. Observaciones:Observaciones:
. . . . . .
2.
2. Conclusiones.Conclusiones.
. . . . . . . . . . . . . . . .
3.
3. Recomenda Recomendaciones.ciones.
. . . . . . . . . . . .
Guía del alumno Guía del alumno
K102
K102 Calibración Calibración de de un un termómetro termómetro
Ejercicio Ejercicio
•
• Realizar una escala Celsius para Realizar una escala Celsius para un termómetro.un termómetro.
Fundamentos Fundamentos
La escala Celsius fue introducida en 1742 por Anders Celsius. Ésta se define de tal forma que 0
La escala Celsius fue introducida en 1742 por Anders Celsius. Ésta se define de tal forma que 0°°C corresponde aC corresponde a la temperatura de fusión del hielo y 100°C a la temperatura del agua hirviendo, con presión atmosférica la temperatura de fusión del hielo y 100°C a la temperatura del agua hirviendo, con presión atmosférica normal. La distancia entre esos dos puntos se divide en cien partes iguales. A cada división se le llama ‘Grado’.
normal. La distancia entre esos dos puntos se divide en cien partes iguales. A cada división se le llama ‘Grado’.
Aparatos Aparatos
del SEA de Termología (U8502000) del SEA de Termología (U8502000)
1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Nuez doble
1 Nuez doble
1 Matraz Erlenmeyer 1 Matraz Erlenmeyer 1 Vaso de precipitados 1 Vaso de precipitados
1 Recipiente capilar con llenado de
1 Recipiente capilar con llenado de alcohol rojoalcohol rojo 1 Termómetro
1 Termómetro 1 Tubo de ensayos 1 Tubo de ensayos 1 Agitador
1 Agitador 2 Anillos en O 2 Anillos en O
1 Quemador de alcohol 1 Quemador de alcohol
Se requiere adicionalmente Se requiere adicionalmente
1 Placa base SEA (U8408035) 1 Placa base SEA (U8408035) Agua
Agua
Cubos de hielo Cubos de hielo 1 Hoja de papel 1 Hoja de papel
Montaje y realización Montaje y realización
1)
1) Inserta los dos anillos en O en el recipienteInserta los dos anillos en O en el recipiente capilar con llenado de alcohol.
capilar con llenado de alcohol.
2)
2) Llena de agua el vaso de precipitados yLlena de agua el vaso de precipitados y remuévelo con el agitador para obtener agua remuévelo con el agitador para obtener agua helada de hielo.
helada de hielo.
3)
3) Introduce el recipiente capilar con llenado deIntroduce el recipiente capilar con llenado de alcohol en el agua con hielo y sostenlo así que alcohol en el agua con hielo y sostenlo así que no toque el fondo del vaso (observa la Fig. 1) no toque el fondo del vaso (observa la Fig. 1) 4)
4) Observa el llenado de alcohol hasta que suObserva el llenado de alcohol hasta que su altura no siga cambiando. Marca esa altura con altura no siga cambiando. Marca esa altura con un anillo en O.
un anillo en O.
Fig.
Fig. 1 1 Recipiente capilar Recipiente capilar en en agua agua de de hielohielo
Termología
Termología / / K102 K102 Guía del Guía del alumno alumno SEASEA
5)
5) Atornilla la varilla soporte con roscas externa eAtornilla la varilla soporte con roscas externa e interna en la segunda rosca de la placa base.
interna en la segunda rosca de la placa base.
6)
6) Monta el soporte de tubos de ensayo en la nuezMonta el soporte de tubos de ensayo en la nuez doble (observa la Fig. 2).
doble (observa la Fig. 2).
7)
7) Llena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer yLlena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer y sujétalo en el soporte de tubos de ensayo.
sujétalo en el soporte de tubos de ensayo.
8)
8) Coloca el quemador de alcohol sobre la placaColoca el quemador de alcohol sobre la placa base y desplaza la nuez doble así de que el base y desplaza la nuez doble así de que el matraz quede a unos 3 cm por encima del matraz quede a unos 3 cm por encima del quemador de alcohol.
quemador de alcohol.
9)
9) Enciende el quemador de alcohol y calienta elEnciende el quemador de alcohol y calienta el agua hasta que empiece a hervir.
agua hasta que empiece a hervir.
10)
10) Retira el recipiente capilar con llenado deRetira el recipiente capilar con llenado de alcohol del vaso de precipitados y sumérgelo en alcohol del vaso de precipitados y sumérgelo en el agua hirviendo del matraz.
el agua hirviendo del matraz.
11)
11) Sostén el recipiente capilar con llenado deSostén el recipiente capilar con llenado de alcohol así que no toque el fondo del matraz.
alcohol así que no toque el fondo del matraz.
12)
12) Observa la dilatación del llenado de alcoholObserva la dilatación del llenado de alcohol hasta que no cambia y marca esa posición con hasta que no cambia y marca esa posición con el anillo en O superior.
el anillo en O superior.
13)
13) Apaga la llama colocando la tapa.Apaga la llama colocando la tapa.
14)
14) Coloca el recipiente capilar con llenado deColoca el recipiente capilar con llenado de alcohol rojo sobre la hoja de papel y marca en alcohol rojo sobre la hoja de papel y marca en el papel las posiciones de los anillos en O.
el papel las posiciones de los anillos en O.
Denomina la posición del anillo en O para el Denomina la posición del anillo en O para el agua de de hielo como 0°C y la posición del agua de de hielo como 0°C y la posición del agua hirviendo como 100°C (observa la Fig. 3).
agua hirviendo como 100°C (observa la Fig. 3).
15)
15) Divide la distancia entre las dos marcas en 10Divide la distancia entre las dos marcas en 10 partes iguales y asígnale a cada una la partes iguales y asígnale a cada una la indicación de temperatura para que dé por indicación de temperatura para que dé por resultado una escala.
resultado una escala.
16)
16) Amplía la escala con indicaciones paraAmplía la escala con indicaciones para temperaturas
temperaturas de -10°C y + 110°C.
de -10°C y + 110°C.
17)
17) Sumerge el recipiente capilar con llenado deSumerge el recipiente capilar con llenado de alcohol en el agua tibia en el matraz y marca alcohol en el agua tibia en el matraz y marca con un anillo en O la posición del extremo del con un anillo en O la posición del extremo del llenado de alcohol.
llenado de alcohol.
18)
18) Por medio de tu escala determina el valor de laPor medio de tu escala determina el valor de la temperatura.
temperatura.
19)
19) Sumerge el termómetro en el agua tibia ySumerge el termómetro en el agua tibia y contrasta tu valor de temperatura.
contrasta tu valor de temperatura.
Fig.
Fig. 2 2 Recipiente capilar Recipiente capilar en en agua agua hirviendohirviendo
0 0 100 100
°C
°C
10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90
Fig.
Fig. 3 3 Divisiones Divisiones de de la la escalaescala
Evaluación Evaluación
1)
1) Nombra Nombra algunas algunas causas causas para para posiblesposibles deviaciones.
deviaciones.
Errores en la determinación de los Errores en la determinación de los puntos
puntos fijos fijos p.ej. p.ej. por por la la fijación fijación muymuy acelerada del punto de fusión, por no acelerada del punto de fusión, por no haber agitado suficientemente el agua, o haber agitado suficientemente el agua, o debido a la presión atmosférica no se debido a la presión atmosférica no se logre llegar a los 100° C.
logre llegar a los 100° C.
2)
2) ¿¿Porqué se enfría el agua?Porqué se enfría el agua?
Le entrega calor al medio ambiente por Le entrega calor al medio ambiente por ello la
ello la temperatura disminuye.temperatura disminuye.
Guía del alumno Guía del alumno
K105
K105 Cambio Cambio de de longitud longitud de de cuerpos cuerpos sólidos sólidos por por calentamiento calentamiento
Ejercicio Ejercicio
•
• Estudia el cambio de longitud de tubos metálicos por Estudia el cambio de longitud de tubos metálicos por calentamiento y determina el coeficiente decalentamiento y determina el coeficiente de dilatación lineal
dilatación linealαα..
Fundamentos Fundamentos
El coeficiente de dilatación lineal
El coeficiente de dilatación lineal αα de una de una sustancia indica la variación de la longitud
sustancia indica la variación de la longitudΔΔ s s de un de un cuerpo de longitud
cuerpo de longitud s s00 de esa sustancia por cambio de esa sustancia por cambio de temperatura
de temperaturaΔϑΔϑ::
00
11 s s s s
Δ α Δ
α == ⋅⋅
Δϑ Δϑ..
Aparatos Aparatos
del SEA de Termología (U8502000) del SEA de Termología (U8502000)
1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Varilla soporte con roscas externa e interna 2 Nueces dobles
2 Nueces dobles 1 Matraz Erlenmeyer 1 Matraz Erlenmeyer
1 Soporte de tubos de ensayo 1 Soporte de tubos de ensayo 1 Vaso de precipitados
1 Vaso de precipitados 1 Termómetro
1 Termómetro
1 Tapón de goma con 2 orificios 1 Tapón de goma con 2 orificios 1 Tubo metálico corto
1 Tubo metálico corto 1 Manguera
1 Manguera
1 Quemador de alcohol 1 Quemador de alcohol 1 Tubo de aluminio 1 Tubo de aluminio 1 Tubo de latón 1 Tubo de latón 1 Tubo de acero 1 Tubo de acero 1 Escala angular 1 Escala angular 1 Índice
1 Índice
Se requiere adicionalmente Se requiere adicionalmente
1 Placa base SEA (U8408035) 1 Placa base SEA (U8408035) 1 Cinta métrica (U10073) 1 Cinta métrica (U10073) Agua
Agua
Montaje Montaje
Observación:
Observación: ¡Ten cuidado de que los tubos¡Ten cuidado de que los tubos metálicos utilizados no estén obstruidos, de lo metálicos utilizados no estén obstruidos, de lo contrario existe el riesgo de una
contrario existe el riesgo de una explosión!explosión!
1)
1) Atornilla la varilla soporte con roscas externa eAtornilla la varilla soporte con roscas externa e interna en la primera rosca de la placa base interna en la primera rosca de la placa base (observa la Fig. 1).
(observa la Fig. 1).
2)
2) Fija una nuez doble en la varilla soporte a unaFija una nuez doble en la varilla soporte a una altura de unos 10 cm y de ella el tubo de altura de unos 10 cm y de ella el tubo de aluminio, así que 2 cm de éste sobresalgan aluminio, así que 2 cm de éste sobresalgan hacia la izquierda de la nuez.
hacia la izquierda de la nuez.
3)
3) Fija la segunda nuez doble a una altura Fija la segunda nuez doble a una altura de unosde unos 20 cm y de ella soporte de tubos de ensayo.
20 cm y de ella soporte de tubos de ensayo.
4)
4) Inserta el tubo metálico corto en un orificio delInserta el tubo metálico corto en un orificio del tapón de goma y en el otro orificio el tapón de goma y en el otro orificio el termómetro.
termómetro.
5)
5) Une un extremo de la manguera con el tuboUne un extremo de la manguera con el tubo metálico corto y el otro extremo con al tubo de metálico corto y el otro extremo con al tubo de aluminio.
aluminio.
6)
6) Llena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer yLlena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer y fíjalo en el soporte para tubos de ensayo.
fíjalo en el soporte para tubos de ensayo.
7)
7) Tapa el matraz Erlenmeyer con el tubo de gomaTapa el matraz Erlenmeyer con el tubo de goma dotado del tubo metálico corto y el dotado del tubo metálico corto y el termómetro.
termómetro.
8)
8) Desplaza el termómetro en su altura de talDesplaza el termómetro en su altura de tal forma que su punta quede inmersa en el agua forma que su punta quede inmersa en el agua del matraz Erlenmeyer pero si tocar
del matraz Erlenmeyer pero si tocar el fondo.el fondo.
9)
9) Coloca perpendicularmente la escala angularColoca perpendicularmente la escala angular sobre la placa base y ajusta el índice en la sobre la placa base y ajusta el índice en la marca “0”.
marca “0”.
10)
10) Desplaza en la altura la nuez doble inferior queDesplaza en la altura la nuez doble inferior que lleva el tubo de aluminio, para que éste último lleva el tubo de aluminio, para que éste último pueda rodar sobre el índice (observa la Fig. 1).
pueda rodar sobre el índice (observa la Fig. 1).
11)
11) Coloca el vaso de precipitados por debajo delColoca el vaso de precipitados por debajo del extremo del tubo, para recoger el agua que extremo del tubo, para recoger el agua que salga.
salga.
0 0 30 30 60 60
0 0
l l00
Fig. 1 Fig. 1
Termología
Termología / / K105 K105 Guía del Guía del alumno alumno SEASEA
Realización Realización
1)
1) Coloca el quemador de alcohol por debajo del matraz Erlenmeyer.Coloca el quemador de alcohol por debajo del matraz Erlenmeyer.
2)
2) Desplaza la nuez doble superior en su altura, de tal forma que la distancia entre el fondo del matrazDesplaza la nuez doble superior en su altura, de tal forma que la distancia entre el fondo del matraz Erlenmeyer y el quemador de alcohol sea aprox. de 2 a 3 cm.
Erlenmeyer y el quemador de alcohol sea aprox. de 2 a 3 cm.
3)
3) Determina la temperatura ambiental y anota Determina la temperatura ambiental y anota el valor comoel valor como ϑϑ00 en la tabla 1. en la tabla 1.
4)
4) Determina la distancia entre el tornillo de apriete de la nuez doble inferior y el punto de descanso delDetermina la distancia entre el tornillo de apriete de la nuez doble inferior y el punto de descanso del índice y anota el valor como “longitud del
índice y anota el valor como “longitud del tubo”tubo” s s00 en la tabla 1. en la tabla 1.
5)
5) Enciende el quemador de alcohol y calienta el agua hasta que ebulla y hasta que la desviación del índiceEnciende el quemador de alcohol y calienta el agua hasta que ebulla y hasta que la desviación del índice no cambie debido a la salida de vapor de agua través del tubo.
no cambie debido a la salida de vapor de agua través del tubo.
6)
6) Lee la temperatura y anota el valor en la tabla 1 como aLee la temperatura y anota el valor en la tabla 1 como a ϑϑ11..
7)
7) Lee la desviación del índice en grados y anota el valor en la tabla 1.Lee la desviación del índice en grados y anota el valor en la tabla 1.
8)
8) Apaga la llama del quemador de alcohol y espera hasta que el matraz Erlenmeyer se haya enfriado.Apaga la llama del quemador de alcohol y espera hasta que el matraz Erlenmeyer se haya enfriado.
9)
9) Determina la diferencia de temperaturaDetermina la diferencia de temperatura ΔϑΔϑ y anota el valor en la tabla 1.y anota el valor en la tabla 1.
10)
10) Calcula la diferencia de longitudCalcula la diferencia de longitudΔΔ s s y anota el valor en la tabla 1. y anota el valor en la tabla 1.
11)
11) Calcula el coeficiente de dilatación linealCalcula el coeficiente de dilatación lineal ααy anota el valor en la tabla 2.y anota el valor en la tabla 2.
12)
12) Compara a continuación el valor calculado con Compara a continuación el valor calculado con el valor bibliográfico.el valor bibliográfico.
13)
13) Repite las mediciones con los tubos de laRepite las mediciones con los tubos de latón y de acero.tón y de acero.
Evaluación Evaluación
Para la variación de la longitud
Para la variación de la longitud ΔΔ s s se tiene: se tiene:
180 180
d s d
s ⋅⋅ ππ Δ
Δ == ⋅⋅ββ
°°
β:
β:Desviación del índice en grados,Desviación del índice en grados, d d : Espesor del alambre del índice: Espesor del alambre del índice
Tabla 1:
Tabla 1:d d = 1 mm = 1 mm s
s00 en mm en mm ϑϑ00 en °Cen °C ϑϑ11 en °Cen °C ββ en ° en ° ΔϑΔϑen °Cen °C ΔΔs en mms en mm Tubo de aluminio
Tubo de aluminio 280 280 23 23 94 94 27 27 71 71 0,470,47 Tubo de latón
Tubo de latón 280 280 23 23 94 94 21 21 71 71 0,370,37 Tubo de acero
Tubo de acero 280 280 23 23 94 94 15 15 71 71 0,270,27
Tabla 2: Coeficiente de
Tabla 2: Coeficiente de dilatación linealdilatación lineal
α
α calculado calculado Valor bibliográficoValor bibliográfico Tubo de aluminio
Tubo de aluminio
24 24
⋅⋅1010 K--66⋅⋅K--11 2244 1100 K⋅⋅ --66⋅⋅K--11 Tubo de latónTubo de latón
19 19
⋅⋅1010 K--66⋅⋅K--11 1188 1100 K⋅⋅ --66⋅⋅K--11 Tubo de aceroTubo de acero
14 14
⋅⋅1010 K--66⋅⋅K--11 1133 1100 K⋅⋅ --66⋅⋅K--11Los valores calculados concuerdan con los valores bibliográficos, dentro del marco de la Los valores calculados concuerdan con los valores bibliográficos, dentro del marco de la exactitud de medición.
exactitud de medición.
Guía del alumno Guía del alumno
K302
K302 Temperatura Temperatura de de una una mezcla mezcla Ejercicio
Ejercicio
•
• Mezcla dos masas de agua iguales de temperaturas diferentes y determina la temperatura de la mezcla.Mezcla dos masas de agua iguales de temperaturas diferentes y determina la temperatura de la mezcla.
Fundamentos Fundamentos
La temperatura de una mezcla
La temperatura de una mezclaϑϑmm es la temperatura que se ajusta cuando se juntan dos cuerpos de es la temperatura que se ajusta cuando se juntan dos cuerpos de temperaturas diferentes.
temperaturas diferentes.
Aparatos Aparatos
del SEA de Termología (U8502000) del SEA de Termología (U8502000)
1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Nuez doble
1 Nuez doble
1 Quemador de alcohol 1 Quemador de alcohol 1 Soporte
1 Soporte de de tubo de tubo de ensayosensayos 1 Matraz Erlenmeyer
1 Matraz Erlenmeyer 2 Termómetros 2 Termómetros 1 Agitador 1 Agitador 1 Calorímetro 1 Calorímetro 1 Probeta graduada 1 Probeta graduada 1 Vaso de precipitados 1 Vaso de precipitados Se requiere adicionalmente Se requiere adicionalmente 1 Placa base SEA (U8408035) 1 Placa base SEA (U8408035) Agua
Agua
Montaje y realización Montaje y realización
Fig. 1 Fig. 1
1)
1) Llena 50 ml de agua en la probeta graduada,Llena 50 ml de agua en la probeta graduada, mide la temperatura del agua
mide la temperatura del agua ϑϑ11, anota el valor, anota el valor en la tabla.
en la tabla.
2)
2) Extrae el vaso metálico del calorímetro, colocaExtrae el vaso metálico del calorímetro, coloca en el calorímetro el vaso de precipitados y en en el calorímetro el vaso de precipitados y en este último el agitador y el termómetro este último el agitador y el termómetro (observa la Fig. 1).
(observa la Fig. 1).
3)
3) Atornilla la varilla con roscas externa e internaAtornilla la varilla con roscas externa e interna en la placa base (observa l Fig. 1).
en la placa base (observa l Fig. 1).
4)
4) Fija la nuez doble a una altura de unos 20 cm yFija la nuez doble a una altura de unos 20 cm y de ella el soporte de tubos de ensayos.
de ella el soporte de tubos de ensayos.
5)
5) Llena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer,Llena 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer, fíjalo en el soporte de tubos de ensayos y coloca fíjalo en el soporte de tubos de ensayos y coloca en él el segundo termómetro.
en él el segundo termómetro.
6)
6) Coloca el quemador de alcohol sobre la placaColoca el quemador de alcohol sobre la placa base y desplaza la nuez doble así que el matraz base y desplaza la nuez doble así que el matraz Erlenmeyer quede a unos 3 cm por encima del Erlenmeyer quede a unos 3 cm por encima del quemador de alcohol (observa la Fig. 1).
quemador de alcohol (observa la Fig. 1).
7)
7) Enciende el quemador de alcohol y calienta elEnciende el quemador de alcohol y calienta el agua en el matraz Erlenmeyer hasta 60°C.
agua en el matraz Erlenmeyer hasta 60°C.
8)
8) Apaga la llama del quemador de alcoholApaga la llama del quemador de alcohol reduciendo la mecha y colocando la tapa sobre reduciendo la mecha y colocando la tapa sobre ella.
ella.
9)
9) Lee después de 1 minuto la temperaturaLee después de 1 minuto la temperatura ϑϑ22 del del agua calentada y anota el valor en la tabla.
agua calentada y anota el valor en la tabla.
10)
10) Vierte en el vaso de precipitados delVierte en el vaso de precipitados del calorímetro al mismo tiempo el agua en la calorímetro al mismo tiempo el agua en la probeta graduada y en el matraz Erlenmeyer y probeta graduada y en el matraz Erlenmeyer y agita bien la mezcla.
agita bien la mezcla.
11)
11) Lee la temperatura de la mezclaLee la temperatura de la mezcla ϑϑmm y anota el y anota el valor en la tabla.
valor en la tabla.
Termología
Termología / / K302 K302 Guía Guía del del alumno alumno SEASEA
Evaluación Evaluación
m
m = 50 ml; = 50 ml; c c = 4,186= 4,186 J J gg K⋅⋅K Tabla:
Tabla:
Observacón previa:
Observacón previa:
En el intercambio de calor entre el agua fría y el En el intercambio de calor entre el agua fría y el agua caliente se tiene para el calor absorbido agua caliente se tiene para el calor absorbido
1
1 11 11 (( mm 11)) Q
Q = = mm c ⋅ ⋅ ⋅ c ⋅ ϑ ϑ −− ϑϑ y para el calor entregado y para el calor entregado
2
2 22 22 (( 22 mm)) Q
Q = = mm c ⋅ ⋅ ⋅ c ⋅ ϑ ϑ −− ϑϑ ::QQ11==QQ22. De ello se deduce. De ello se deduce que:
que: mm cc11⋅ ⋅ ⋅ 11⋅ ϑ ((ϑ −mm− ϑ = ϑ = 11)) mm c22⋅ ⋅ ⋅ c22⋅ ϑ ((ϑ −22 − ϑϑmm)). En nuestro. En nuestro experimento son:
experimento son: mm11 == mm22 yy c c 11 == c c 22. Por lo tanto se. Por lo tanto se tiene para la temperatura de la mezcla:
tiene para la temperatura de la mezcla:
1 1 22 m
m ++
=
= 22
ϑ ϑ ϑϑ ϑ
ϑ ..
Completa:
Completa:
1)
1) El agua caliente entrega el calorEl agua caliente entrega el calor
2
2 (( 22 mm))
Q
Q = = ⋅ ⋅ mm c ⋅ ⋅ ϑ c ϑ −− ϑ ϑ ==
. . 2)
2) El agua fría absorbe el calorEl agua fría absorbe el calor
1
1 (( mm 11)) Q
Q = = ⋅ ⋅ mm c ⋅ ⋅ ϑ −c ϑ − ϑ =ϑ =
. . 3)
3) La diferenciaLa diferencia QQ22−−QQ11 == 837837 corresponde alcorresponde al calor absorbido
calor absorbido por por el medio, el medio, es decir, pes decir, por elor el vaso de precipitados, el termómetro, el vaso de precipitados, el termómetro, el agitador, el aire.
agitador, el aire.
Evaluación adicional:
Evaluación adicional:
1)
1) Calcula la temperatura de la mezclaCalcula la temperatura de la mezcla ϑϑ’’mm porpor medio de la fórmula:
medio de la fórmula: mm 11++ 22 '' ==
2 2
ϑ ϑ ϑϑ ϑ
ϑ
Se tiene:
Se tiene:.. 2)
2) Compara la temperatura de la mezcla calculadaCompara la temperatura de la mezcla calculada
ϑ
ϑ’’mm con el valor determinado en con el valor determinado en el experimentoel experimento
ϑ
ϑmm. Justifica algunas desviaciones posibles.. Justifica algunas desviaciones posibles.
El valor calculado
El valor calculado ϑ ϑ ' ' mm para la para la temperatura de la mezcla es mayor que temperatura de la mezcla es mayor que el valor determinado en el experimento el valor determinado en el experimento
ϑ
ϑ mm , , porque porque se se ha ha entregado entregado calor calor alal medio ambiente.
medio ambiente.
3)
3) Calcula el calor entregado al medio ambienteCalcula el calor entregado al medio ambiente
3
Q3
Q por por medio medio de de la la fórmula:fórmula:
3
3== (( '' -mm- mm )) Q
Q mm c ⋅ ⋅ ⋅ c ⋅ ϑ ϑ ϑϑ ..
Se tiene:
Se tiene:
4)
4) Compara con el valor determinado en elCompara con el valor determinado en el experimento
experimento QQ22−−QQ11..
El valor calculado concuerda con el valor El valor calculado concuerda con el valor determinado en el experimento.
determinado en el experimento.
Temperatura Temperatura
ϑ
ϑ11 del agua del agua fría en °C fría en °C
Temperatura Temperatura
ϑ
ϑ22 del aguadel agua caliente en °C caliente en °C
Temperatura Temperatura de la mezcla de la mezcla
ϑ
ϑmm en °C en °C
18
18 5454 34 34
Guía del alumno Guía del alumno
K304
K304 Capacidad Capacidad calorífica calorífica específica específica de de metales metales Ejercicio
Ejercicio
•
• Determina las capacidades caloríficas c de dos cuerpos sólidos metálicos, de acero y de plomo.Determina las capacidades caloríficas c de dos cuerpos sólidos metálicos, de acero y de plomo.
Aparatos Aparatos
del SEA de Termología (U8502000) del SEA de Termología (U8502000)
1 Varilla soporte con roscas externa e interna 1 Varilla soporte con roscas externa e interna 2 Nueces dobles
2 Nueces dobles
1 Quemador de alcohol 1 Quemador de alcohol
1 Soporte de tubos de ensayos 1 Soporte de tubos de ensayos 1 Matraz Erlenmeyer
1 Matraz Erlenmeyer 2 Termómetros 2 Termómetros 1 Calorímetro 1 Calorímetro
1 Cuerpo de acero y 1 cuerpo de plomo 1 Cuerpo de acero y 1 cuerpo de plomo 1 Tubo de acero
1 Tubo de acero
Se requiere adicionalmente Se requiere adicionalmente 1 Placa base SEA (U8408035) 1 Placa base SEA (U8408035) Agua
Agua
Montaje y realización Montaje y realización
1)
1) Vierte 50 ml de agua en el vaso metálico delVierte 50 ml de agua en el vaso metálico del calorímetro y coloca la tapa encima.
calorímetro y coloca la tapa encima.
2)
2) Inserta un termómetro en el tapón de goma deInserta un termómetro en el tapón de goma de la tapa
la tapa del calorímetdel calorímetro de ro de tal forma tal forma que laque la punta del mismo quede sumergida en el agua punta del mismo quede sumergida en el agua sin tocar el fondo.
sin tocar el fondo.
3)
3) Mide la temperaturaMide la temperatura ϑϑ11 del agua en el del agua en el calorímetro y anota el valor en la tabla 1.
calorímetro y anota el valor en la tabla 1.
4)
4) Atornilla la varilla soporte con roscas externa eAtornilla la varilla soporte con roscas externa e interna en la placa base (observa la Fig. 1).
interna en la placa base (observa la Fig. 1).
5)
5) Fija la nuez doble a una altura de unos 20 cm yFija la nuez doble a una altura de unos 20 cm y de ella el soporte de tubos de ensayos.
de ella el soporte de tubos de ensayos.
6)
6) Fija la segunda nuez doble arriba en la varillaFija la segunda nuez doble arriba en la varilla soporte y de ella el tubo de acero (observa la soporte y de ella el tubo de acero (observa la Fig. 1).
Fig. 1).
7)
7) Llena 75 ml de agua en el matraz Erlenmeyer,Llena 75 ml de agua en el matraz Erlenmeyer, fíjalo en el soporte de tubos de ensayos y fíjalo en el soporte de tubos de ensayos y sumerge en él el segundo termómetro.
sumerge en él el segundo termómetro.
8)
8) Pasa el hilo con los cuerpos de acero y plomoPasa el hilo con los cuerpos de acero y plomo por encima del tubo de acero de tal forma que por encima del tubo de acero de tal forma que el cuerpo de acero quede sumergido en el agua el cuerpo de acero quede sumergido en el agua sin tocar el matraz Erlenmeyer.
sin tocar el matraz Erlenmeyer.
9)
9) Coloca el quemador de alcohol sobre la placaColoca el quemador de alcohol sobre la placa base y desplaza la nuez doble así que el matraz base y desplaza la nuez doble así que el matraz
Erlenmeyer quede a unos 3 cm por encima del Erlenmeyer quede a unos 3 cm por encima del quemador de alcohol (observa la Fig. 1).
quemador de alcohol (observa la Fig. 1).
10)
10) Enciende el quemador de alcohol y calienta elEnciende el quemador de alcohol y calienta el agua hasta que hierve.
agua hasta que hierve.
11)
11) Apaga la llama del quemador de alcoholApaga la llama del quemador de alcohol reduciendo la mecha y colocando la tapa sobre reduciendo la mecha y colocando la tapa sobre ella.
ella.
12)
12) Mide después de unos 3 minutos laMide después de unos 3 minutos la temperatura
temperatura ϑϑ22 del agua caliente y anota el del agua caliente y anota el valor en la tabla 1 como la temperatura el valor en la tabla 1 como la temperatura el cuerpo de acero.
cuerpo de acero.
13)
13) Saca del agua el cuerpo de acero, sacude elSaca del agua el cuerpo de acero, sacude el agua adherida en él y sumérgelo en el vado agua adherida en él y sumérgelo en el vado metálico en el calorímetro.
metálico en el calorímetro.
14)
14) Cierra la tapa del calorímetro y agitandoCierra la tapa del calorímetro y agitando constantemente determina la temperatura de constantemente determina la temperatura de la mezcla
la mezclaϑϑmm y anota el valor en la tabla 1. y anota el valor en la tabla 1.
15)
15) Repite la medición con el cuerpo de plomo,Repite la medición con el cuerpo de plomo, utilizando agua
utilizando agua fresca y anota fresca y anota el valor el valor en laen la tabla 1.
tabla 1.
Fig. 1 Fig. 1
Termología
Termología / / K304 K304 Guía Guía del del alumno alumno SEASEA
Evaluación Evaluación
m
m11 = 50 g; = 50 g; mm22== 50 g;50 g; c c 11= 4,186= 4,186 J J gg K⋅⋅K Tabla 1:
Tabla 1:
Observación:
Observación:
El agua caliente y el
El agua caliente y el cuerpo sumergido tienen la misma temperatura.cuerpo sumergido tienen la misma temperatura.
En caso de que no hayas realizado el experimento K303 trabaja con
En caso de que no hayas realizado el experimento K303 trabaja con C C KalKal = 45 = 45 J J K
K , de lo contrario con, de lo contrario con C C KalKal = =4444 J J
K K (observa el K303).
(observa el K303).
Completa:
Completa:
1)
1) ¿Cómo se expresa el balance energético para el calor entregado por el¿Cómo se expresa el balance energético para el calor entregado por el cuerpo sólidocuerpo sólido QQ22 y el calor y el calor absorbido por
absorbido por el aguael agua y y por el calor por el calorímetroímetroQQ11??
2
Q2
Q ==
1
Q1
Q ==
Se tiene Q1 =
Se tiene Q1 = Q2, es decir quQ2, es decir que se deduce pe se deduce para la caara la capacidad capacidad calorífica c2 delorífica c2 del cuerpo sólidl cuerpo sólido:o:
c c 22 = =
Cuerpo de acero:
Cuerpo de acero:
2)
2) El cuerpo de acero tiene la capacidad calorífica específicaEl cuerpo de acero tiene la capacidad calorífica específica c c 22::
Cuerpo de plomo:
Cuerpo de plomo:
3)
3) El cuerpo de plomo tiene la capacidad calorífica específicaEl cuerpo de plomo tiene la capacidad calorífica específica c c 22::
Comparación con valor bibliográfico:
Comparación con valor bibliográfico:
4)
4) Capacidad calorífica específicaCapacidad calorífica específica c c del acero: 0,47 del acero: 0,47 J J
gg K⋅⋅K; capacidad calorífica específic; capacidad calorífica específicaa c c del plomo: 0,13 del plomo: 0,13 J J gg K⋅⋅K..
Los valores de medida son un poco mayores que los valores bibliográficos, es decir, ha sido Los valores de medida son un poco mayores que los valores bibliográficos, es decir, ha sido más calor absorbido que el calor entregado por el cuerpo metálico. Las razones pueden ser más calor absorbido que el calor entregado por el cuerpo metálico. Las razones pueden ser que el agua adherida al cuerpo ha entregado calor adicional o que el valor determinado que el agua adherida al cuerpo ha entregado calor adicional o que el valor determinado para la cap
para la capacidad caloacidad calorífica del crífica del calorímetro sea mualorímetro sea muy alta.y alta.
Cuerpo
Cuerpo de de acero acero Cuerpo Cuerpo de de plomoplomo
ϑ
ϑ11 en °C en °C ϑϑ22 en °C en °C ϑϑmm en °C en °C ϑϑ11 en °C en °C ϑϑ22 en °Cen °C ϑϑmm en °C en °C
18,5
18,5 94,0 94,0 25,0 25,0 18,5 18,5 94,0 94,0 20,520,5
