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7/25/2019 -calores-especificos f2.pdf

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Ao de la Consolidacin del Mar de Grau

UNIVERSIDAD NACIONAL

MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS

TEMA:

CALORES ESPECIFICOS

CURSO : Laboratorio de Fsica II

PROFESOR : Lic. Fanny Mori Escobar

ALUMNOS :

Leon Thupa Saul 15070120

Lopez Antayhua Karla 15070032

Cornelio Vidal Ruth 15070134

Mallma Camac Nataly 14170255

HORARIO : Lunes 6 - 8 pm

FECHA DE EJECUCIN: 13-06-16

Ciudad Universitaria, 13 de junio del 2016


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INTRODUCCION

Las molculas tienen una estructura interna porque estn compuestas de tomosque contienen diferentes formas de moverse en las molculas. La energa cintica

almacenada en estos grados de libertad internos no atribuye a la temperatura de lasustancia sino a su calor especfico.El calor especfico es unapropiedad intensiva de la materia, por lo que esrepresentativo de cada materia; por el contrario, lacapacidad calorfica esuna extensiva representativa de cada cuerpo o sistema particular. Cuantomayor es el calor especfico de las sustancias, ms energa calorfica se necesita paraincrementar la temperatura. Por ejemplo, se requiere ocho veces ms energa paraincrementar la temperatura de un lingote demagnesio que para un lingotedeplomo de la misma masa.El trmino "calor especfico" tiene su origen en el trabajo del fsicoJoseph Black,quien realiz variadas medidascalorimtricas y us la frase capacidad para elcalor.En esa poca lamecnica y latermodinmica se consideraban cienciasindependientes, por lo que actualmente el trmino podra parecer inapropiado; talvez un mejor nombre podra ser transferencia de energa calorfica especfica, peroel trmino est demasiado arraigado para ser reemplazado.

1. OBJETIVOS

Determinar el calor especfico de objetivos slidos, mediante el mtodo de mezclas.

Aplicar la conservacin de la energa en sistemas con transferencia de calor.

Afianzaremos los conceptos de calor, temperatura, calor especfico, capacidad

calorfica.
https://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensiva


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2. MATERIALES:

o 1 Equipo de calentamiento

o 1 Clamp

o 1 Soporte universal

o 1 Varilla metlica

o 1 Calormetro de mezclas

o 1 Termmetro

o 1 Probeta graduada, 100 ml

o Balanza

o Agua potableo 3 Muestras metlicas


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3. PARTE TEORICA:

Calor especfico:

La capacidad calorfica especfica, calor especfico o capacidad trmica especfica es unamagnitud

fsica que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia

osistema termodinmico para elevar sutemperatura en una unidad. En general, el valor del calor especficodepende del valor de la temperatura inicial. Se le representa con la letra c(minscula).

De forma anloga, se define lacapacidad calorfica como la cantidad decalor que se debe suministrar a toda

lamasa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa

con la letra C(mayscula).

Por lo tanto, la capacidad calorfica especfica es el cociente entre la capacidad calorfica y la masa, esto es

= ,donde mes la masa de la sustancia.El calor especfico es unapropiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada materia

por el contrario, lacapacidad calorfica es unapropiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema

particular.

Cuanto mayor es el calor especfico de las sustancias, ms energa calorfica se necesita para incrementar

la temperatura. Por ejemplo, se requiere ocho veces ms energa para incrementar la temperatura de un

lingote demagnesio que para un lingote deplomo de la misma masa.

El trmino "calor especfico" tiene su origen en el trabajo del fsicoJoseph Black, quien realiz variadas

medidascalorimtricas y us la frase capacidad para el calor.En esa poca lamecnica y

latermodinmica se consideraban ciencias independientes, por lo que actualmente el trmino podra parece

inapropiado; tal vez un mejor nombre podra ser transferencia de energa calorfica especfica, pero el trmino

est demasiado arraigado para ser reemplazado

Ecuaciones bsicas:

La capacidad calorfica especfica media () correspondiente a un cierto intervalo de temperaturas(T) se define en la forma:

=

Q: transferencia de energa en forma calorfica.m: masa del sistema

: Variacin de la temperatura

El calor especfico (c) correspondiente a una temperatura dada se define como:
https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Masahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Masahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica


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=(+ )( )( )

Capacidad calorfica de slidos, lquidos y gases

Desde que se empezaron a medir la capacidad calorfica de diferentes sustancias se apreciaronalgunas generalizacionesimportantes.

Muchos slidos tenan una capacidad calorfica cercana a 3R de acuerdo con laley de

Dulong-Petit. ElModelo de Debye basado en aspectos cunticos del problema de

transmisin de calor dentro de una red cristalina finalmente dio una explicacin

convincente de la ley emprica de Dulong-Petit.

Muchos gases tenan capacidades calorficas cercas a R/2 (donde es un nmero entero

dependiente de la estructura molecular del gas).

4. PROCEDIMIENTO:

MONTAJE:Determinacin del equivalente en agua del calormetro

I. Monte el equipo como muestra el diseo experimental de la figura.

II. Coloque en el calormetro una masa de 150g de agua (para la medida del volumen utilice la probeta

graduada).
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Dulong-Petithttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Dulong-Petithttps://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_Debyehttps://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_Debyehttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Dulong-Petithttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Dulong-Petit


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III. Tome la temperatura en el calormetro.

IV. Mida la masa de la primera muestra cilndrica y complete la tabla 1.

TABLA 1

m agua 150 g 0.05

t a 23C 0.05

m cal 194,3g 0.05

t cal=a 23 C 0.05

V. Deposite la muestra en el vaso de precipitados que contiene 500 ml de agua y somtala a la accin trmica

hasta que alcance la temperatura de ebullicin.

VI. Deje hervir la muestra de 7 a 10 minutos.

VII. Retire la muestra del agua caliente e introdzcala rpidamente en el calormetro. Tpelo inmediatamente

Anote la temperatura en el momento que llegue al equilibrio Te.


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VIII. Realice la misma operacin con muestras de sustancias diferentes. Coloque en el vaso con agua en hervor

una muestra cada vez.

IX. Complete la Tabla y determine el calor especfico de las muestras. No olvide acompaar a cada valor de

su error experimental.

TABLA 2BLOQUE MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

Ta (C) 22.5 0.05 21 0.05 22 0.05

Tb (C) 100 0.05 100 0.05 99.5 0.05

Te (C) 23.5 0.05 25 0.05 24 0.05

Mmetal(g) 71.5 0.05 70.6 0.05 23,9 0.05

c (cal/g. C) Terico 0.0371 cal/g. C 0.1535 cal/g. C 0.07428cal/g. C

NOTA: Los calores especficos tericos son a la temperatura ambiente en la que las muestras estaban en e

laboratorio.


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5. EVALUACION

1) A partir de los datos de la tabla 2 y de la ecuacin (4) halle los calores especficos de los bloques

utilizados en la experiencia.

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Calores especficos 0.0371545 0.153522 0.07428

6. TAREA

1. Defina el calor especfico de un material. Cul es la diferencia con capacidad calorfica?

2. Qu es un recipiente trmicamente aislado? Describirlo y explicar cmo funciona.

3. Qu es un calormetro?

4. Qu es un frasco Dewar?

5. Cul sera la diferencia si en vez de agua usamos vino para determinar el calor especfico del aluminio?

6. Investigue cuntos tipos de calormetros hay en el mercado y cul es el uso de cada uno de ellos.

7. Enumere y explique tres fuentes de error cometidos en este experimento.

8. Si tenemos una pieza recientemente construida y observamos que su temperatura se encuentra por encima

de los 300C, Cmo podemos medir su temperatura real si solamente tenemos un termmetro que mide como

mximo hasta 150 C?

9. Busque los valores tericos de los calores especficos de los bloques trabajados en clase y halle el error

porcentual con los valores que Ud. hall en el laboratorio. Si el error le sale mayor a 10%, justifique por qu?

7. CONCLUSIONES

El calormetro es un instrumento muy til para determinar calores especficos desconocidos de determinados

cuerpos.

Tambin se concluye que para cuerpos con mayor calor especfico requieren ms calor para calentarlos y los de

menor calor especficos menor calor.

El calor es energa que es transferida de un sistema a otro, debido a que se encuentran a diferentes niveles detemperatura. Por esta razn, al poner los dos cuerpos en contacto, el que se encuentra a mayor temperatura

transfiere calor al otro hasta que se logra el equilibrio trmico.

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