Calor Específico
del Calorímetro
Objetivos
Determinar el calor específico del calorímetro Dewar utilizando el agua cuyo
calor especifico es conocido.
Resumen:
El objetivo
principal de este trabajo práctico fue determinar
el calor específico del calorímetro Dewar utilizando la relación que
existe de que el calor específico del agua es conocido. Éstas
se calcularon a partir de la toma de medidas al añadir agua a 5ªC en
el calorímetro con agua a T ambiente. Luego de esto se procedió a aplicar la
fórmula para C y a calcular el
, el resultado
obtenido para C fue:
Marco Teórico
En
la siguiente experiencia, se lograra determinar el calor asociado a una reacción química midiendo el
cambio de temperatura que la
reacción produce , la medición de flujo
es lo que se
conoce como calorimetría
y se mide haciendo uso
de un calorímetro
en este caso de un
vaso Dewar .
Un Dewar es un recipiente diseñado
para proporcionar aislamiento térmico, disminuir las pérdidas de calor por
conducción, convección o radiación. Se utiliza para almacenar líquidos, fríos o
calientes. Wales. J. (1). Su
calibración se puede realizar de las
siguientes maneras:
1. Suministrando
energía desde una fuente exterior (ejemplo: Mezclando en el vaso calorimétrico
agua "fría" a Temperatura T1
con agua "caliente" a temperatura
T2 para formar un sistema a temperatura final Tf; produciendo calor por
efecto Joule en una resistencia R al aplicar una diferencia de potencial V)
2. Generando la energía en el propio
calorimétrico por medio de un proceso cuya
DH sea perfectamente conocida
(ejemplo: Reacción química con entalpía de reacción conocida; Mezcla de los
líquidos con entalpía de mezcla determinada.)
Determinaremos la
capacidad calorífica del Dewar
mediante la siguiente ecuación Q absorbido=Q liberado ,
es decir que se
calibrara utilizando agua fría y
agua caliente , por lo cual el excedente
de calor en el agua caliente contenida
en el Dewar será absorbida por el agua fría hasta alcanzar el
equilibrio térmico. Este proceso
puede llevarse a cabo ya que
el calorímetro funciona como
adiabático.
Materiales
Calorimetro Dewar
 |
Vasos químicos
 |
Termometro
calibrado
 |
Hielo
 |
Procedimientos  Resultados | |
| Una vez realizada la experiencia se
obtuvieron los siguientes resultados: Promedio:  Cálculos: |
DISCUSIÓN
En esta experiencia se procedió a realizar tres mediciones
de temperaturas T1, T2 y T3 de las cuales la T2 fue de 5°C, la T1 fue de 23.7°C
y la T3 era de 21.7°C; se debe tener en cuenta que dichos valores fueron
obtenidos luego de sacar los promedios de las tres mediciones hechas. La mayor
parte de los calorímetros son diseñados de forma que se minimice la
transferencia de calor entre el sistema y los alrededores.
El cambio de temperatura experimentado por un objeto cuando absorbe cierta
cantidad de energía está controlado por su capacidad calorífica, así, Cuando
un sistema con una masa m1, se pone en contacto con un sistema con una masa m2,
donde m1> m2, que está a diferente temperatura, fluye calor entre ellos
hasta alcanzar una temperatura de equilibrio próxima a la del sistema de masa
mayor; se dice entonces que una cantidad de calor ΔQ se transfiere desde el
sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura:
La cantidad de calor ΔQ transferida es proporcional al cambio de temperatura
ΔT.
La constante de proporcionalidad C, se denomina capacidad calorífica del
sistema.
La determinación de los cambios térmicos que acompañan a los procesos
termodinámicos se realiza con los dispositivos reconocidos con el nombre de
Calorímetros.
Esquemáticamente un calorímetro consta de los
siguientes elementos:
1.- Recipiente en el que tiene lugar el proceso. Este recipiente está integrado
en un sistema de aislamiento mediante el cual se trata de evitar las pérdidas
de calor por radiación o convección.
2.- Dispositivo para la medida de cambios de temperatura (termómetro de
mercurio contrastado, termopar, termómetro de resistencia,...).
3.- Dispositivo para el calentamiento controlado del sistema
(resistencia eléctrica conectada a una fuente de alimentación con voltaje
estabilizado).
4.- Dispositivo de mezcla de componentes y de agitación para
asegurar la uniformidad de la temperatura en la mezcla.
El calorímetro utilizado en la experiencia debía tener un C
de 500°C; sin embargo, el valor obtenido estuvo bastante cerca, siendo este de
467.5°C las posibles diferencias entre uno y otro pudo deberse a la perdida
pequeña de energía del sistema o bien por la falla en el cálculo de alguna
medida tomada.
CONCLUSIÓN
El
objetivo principal de esta experiencia consistía en determinar
el calor específico del calorímetro
Dewar utilizando el agua cuyo
calor específico es conocido fue
alcanzado, luego de realizar al pie de letra las diferentes fases del
experimento, se obtuvo que el C del calorímetro Dewar fue de 467.5°C un valor
técnicamente bastante cerca al esperado de 500°C.
Referencia
Bibliográfica
bn
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