CALOR ESPECIFICO.docx

7/23/2019 CALOR ESPECIFICO.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

CURSO : FISICA II

TEMA : CALOR ESPECIFICO DE SOLIDOS

SECCIN : E

INTEGRANTES: VENTOCILLA VILLA ENRIQUE S. JOEL20132125J

VARGAS QUISPE YONNY

20140160E

CICLO 2014 II


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INTRODUCCIN

Si tenemos dos recipientes del mismo material que contienen una cantidad

especfica de agua. Si a uno de ellos le echamos alcohol y al otro una esfera de

plomo, ambos a la misma temperatura e igual cantidad de masa. Observaremos que

en los dos casos la temperatura de equilibrio no ser la misma. A qu se debe

dicho fenmeno! "or qu el termmetro no indica la misma temperatura de

equilibrio!

# para no irnos tan le$os a lo que queremos llegar. Si en nuestra casa de repente

tocamos con una mano una silla de madera, y con la otra mano, una silla de fierro,

en ambos casos la sensacin de frio o calor no va a ser la misma. %a mano que toc

la silla de madera no e&perimentar sensacin de frio o de calor' mientras que en la

mano que toc la silla de fierro e&perimentar una sensacin de frio. A qu se debe

este fenmeno! "or qu si estando a la misma temperatura ambiente, una silla

nos parece ms fra que la otra!

(ueno, toda esta clase de preguntas sern resueltas con el estudio de los temas de

fsica como) la temperatura y calor, propagacin de calor y termodinmica. # es en el

presente informe de laboratorio que desarrollaremos lo estudiado en clase y as

comprender me$or nuestro mundo mega diverso.


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NDICE

*. +ntroduccin. Ob$etivos-. undamentacin terica del tema/. 0epresentacin esquemtica1. 2o$a de datos3. 4lculos y resultados5. Observaciones y conclusiones

6. 0ecomendaciones7. (ibliografa

OBJETIVOS

8eterminar el calor especfico de las masas slidas.

Aplicar la %ey de equilibrio 9rmico a sistemas termodinmicos.


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Aplicar la conservacin de la energa en sistemas con transferencia de

calor.

0econocer el calor como una forma de energa.

Afian:aremos los conceptos de calor, temperatura, calor especifico,

capacidad calorfica

FUNDAMENTACIN TERICA DEL TEMA

Fundamentos fsicos

4uando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en un recinto

adiabtico se producen intercambios calorficos entre ellos alcan:ndose la

temperatura de equilibrio al cabo de cierto tiempo. 4uando se ha alcan:ado este

equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es

cero.

Se define calor especfico ccomo la cantidad de calor que hay que proporcionar a un

gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centgrado. ;n el

caso particular del agua cvale * cal4? /*63 @=g >B?.


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%a unidad de calor especfico que ms se usa es cal4? sin embargo, debemos

de ir acostumbrndonos a usar el Sistema +nternacional de Cnidades de Dedida, y

e&presar el calor especfico en @


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Q=mc=Tf-Ti?

8onde mes la masa, ces el calor especfico, Ties la temperatura inicial y Tfla

temperatura final

Si Ti>Tfel cuerpo cede calor QHF

Si Ti


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se le denomina equivalente en agua del calormetro, y se e&presa en gramos de

agua.

"or tanto, representa la cantidad de agua que tiene la misma capacidad calorfica

que el vaso del calormetro, parte sumergida del agitador y del termmetro y es una

constante para cada calormetro.

;l calor especfico desconocido del ser por tanto

;n esta frmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinare&perimentalmente.

Determinacin del equialente en agua del calormetro

Se ponen Mgramos de agua en el calormetro, se agita, y despus de un poco de

tiempo, se mide su temperaturaT0. A continuacin, se vierten mgramos de agua a la

temperatura T. Se agita la me:cla y despus de un poco de tiempo, se mide la

temperatura de equilibrio Te.

4omo el calormetro es un sistema adiabticamente aislado tendremos que


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=M+k?=Te-T0?+m(Te-T?=0

Determinacin del calor especfico del slido

*. Se pesa con una balan:a una pie:a de material slido de calor

especfico cdesconocido, resultando msu masa. Se pone la pie:a en agua

casi hirviendo a la temperatura T.

. Se ponen Mgramos de agua en el calormetro, se agita y despus de poco de

tiempo, se mide su temperatura T0.

-. Se deposita rpidamente la pie:a de slido en el calormetro. Se agita, y

despus de un cierto tiempo se alcan:a la temperatura de equilibrio Te.

Se apuntan los datos y se despe$a cde la frmula que hemos deducido en el primer

apartado.


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%a e&periencia real se debe hacer con mucho cuidado, para que la medida del calor

especfico sea suficientemente precisa. 9enemos que tener en cuenta el intercambio

de calor entre el calormetro y la atmsfera que viene e&presado por la denominada

ley del enfriamiento de LeJton.

REPRESENTACON ESQUEMTICA

!ro"lema #$ Con estos datos e%perimentales determine usted la capacidadcalorfica de su calormetro$


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!ro"lema &$ Determine usted el calor especifico del material


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CLCULOS Y RESULTADOS

*. 8atos obtenidos para determinar la capacidad calorfica del colormetro.

'asa del calormetro(Kg) $*# Kg'asa del agua en (Kg) en temperatura +a $& Kg'asa del agua en (Kg) en temperatura +" $#* Kg+emperatura en a (+a) ,K &-. K+emperatura en " (+") ,K K+emperatura de equili"rio (+e) #* KCapacidad calorfica del calormetro 00

2allamos la capacidad calorfica utili:ando la siguiente relacin)

CC(TeTa )+ma (H2O )Ce (H2O )(TeTa )=mb (H2 O )Ce(H2O ) (TeTb)

CC=(m

a(H2O )C

e (H2O )(TeTa )+mb (H2O)Ce (H2O )(TeTb ))

(TeTa )

CC=21.052Cal

. 8atos para determinar los calores especficos de los slidos.

Solido de metal 'etal # 'etal & 'etal

'asa del slido F.*1Bg F.F71Bg F.*7*1Bg

'asa del calormetro F./1*Bg F./1*Bg F./1*Bg

'asa del agua F.1FBg F.1FBg F.1FBg

Calor especifico del calormetro (J/Kg,K) *.F1 *.F1 *.F1


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+emperatura inicial del solido (,K) --- -1 -1*

+emperatura inicial del agua (,K) 73.1 76 -F*

+emperatura inicial del calormetro (,K) 73.1 76 -F*

'asa del calormetro con agua F.5F*Bg F.5F*Bg F.5F*Bg

12345S5S D6 D1+7SA? "ara el clculo de los calores especficos de los slidos.

!ara el metal #8

Cam"io de temperatura del agua9+ .$*

Cam"io de temperatura del calormetro 9+ -3.1

'asa del agua Kg F.1FBg

+emperatura del equili"rio ,K 76

'asa del cuerpo Kg F.*1Bg

+emperatura del cuerpo ( Ts ,K ---

"ara calcular el calor especfico del solido utili:amos la siguiente relacin)

mcx Ccuerpox (TeTs )=(Cc+mH2

ox Ce)x ( T)


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Ccuerpo=(Cc+mH

2ox Ce)x ( T)

mcx (TeTs )

Ccuerpo (1)

=2.261

( J

Kg K

)!ara el metal &8

Cam"io de temperatura del agua9+ *

Cam"io de temperatura del calormetro 9+ 1/


+emperatura del equili"rio ,K -F*

'asa del cuerpo Kg F.F71Bg

+emperatura del cuerpo ( Ts ,K -1



ox Ce)x ( T)

Ccuerpo=(Cc+mH

2ox Ce)x ( T)

mcx (TeTs )

Ccuerpo (2)=3.021( JKg K)

!ara el metal 8


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Cam"io de temperatura del agua9+ *

Cam"io de temperatura del calormetro 9+ 1F


+emperatura del equili"rio ,K -F-

'asa del cuerpo Kg F.*7*1Bg

+emperatura del cuerpo ( Ts ,K -1*



ox Ce)x ( T)

Ccuerpo=(Cc+mH

2ox Ce)x ( T)

mcx (TeTs )

Ccuerpo (3)=1.474 ( JKg K)

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Conclusiones8


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;l calor es la energa que se transfiere de un ob$eto a otro debido a una

diferencia de temperaturas.

;l calor de$ar de fluir de un cuerpo de alta a otro de ba$a temperatura,

hasta que sus temperaturas se igualen.

%a capacidad calorfica es la cantidad de calor necesaria para elevar la

temperatura en un grado.

Luestros resultados de hallar los calores especificos de los slidos ,

coinciden apro&imadamente con los e&puestos en los libros de fisica.

Al reali:ar una e&periencia de calorimetria, siempre e&istiran perdidas de

calor al ambiente, y es nuestro deber hacer que estas perdidas sean

minimas para lograr una buena apro&imacion de lo que queremos hallar

7"seraciones8

;&isten slidos de calor especfico practicamente despreciable=plomo? y

es as que al someterlo en contacto trmico con una sustancia de diferente

temperatura,la temperatura del sistema no tiene una variacion

considerable.

Al sacar cualquiera de los slidos sometidos en agua caliente para luego

ponerlo en el calormetro, se puede apreciar una prdida de calor, es decir,

se entrega calor al ambiente y es por ello que el proceso debe ser

inmediato , para que este calor perdido sea mnimo.


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Lotamos que la transferencia de calor se da instantaneamente y que la

temperatura de equilibrio esta acotada por la temperatura m&ima y

mnima.

RECOMENDACIONES

9raba$ar con instrumentos que nos proporcionen errores mnimos en los

clculos. "or e$emplo, usar un termmetro de buena presicin.

Csar cantidades de masa considerables de los materiales a detallar, ya que

nos facilitara el traba$o y har que haya menos prdidas de masa en la

e&periencia. "or e$emplo en el agua usar una cantidad de FFml promedio

para cada e&periencia.


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"ara reali:ar el e&perimento calentar el agua a una temperatura bastante

ale$ada del otro material para as observar con claridad la variacin de

temperatura. "ero no calentar hasta *FFo4 ya que as lograra alcan:ar su

temperatura de ebullicin y estaramos errando en los clculos.

9ener claro los conceptos de calor, temperatura, para as lograr una mayor

comprensin de las e&periencias desarrolladas. Adems de ello, previamente

a reali:ar las e&periencias, leer el manual de laboratorio sobre las

e&periencias a desarrollar para tener nocin de lo que se har en el

laboratorio.

BIBLIOGRAFA

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