COLEGIO SAN IGNACIO

Sector Física

CALOR Y TEMPERATURA

Integrantes: -Martín Aguilar Navarro

-Juan Pablo Urrutia Fuica

-Francisco Venegas Weisser

Curso: 3°Año Medio C

Fecha: 17/04/2013

Profesor: Gregorio Gutiérrez

Hielo Agua Aceite Leche

Índice

1. Objetivos de cada experimento.

2. Introducción.

3. Experimento 1:-Materiales

-Procedimiento

-Montaje (Fotografías).

Experimento 2:-Materiales

-Procedimiento

-Montaje (Fotografías).

Experimento 3:-Materiales

-Procedimiento

-Montaje (Fotografías).

4. Análisis de resultados (Resultados más solución de preguntas):

1°parte: Mediciones y respuestas a preguntas de guía

experimento I, II y III.

2°parte: Respuestas a preguntas de los experimentos adjunta en

la pauta del informe.

5. Marco teórico.

6. Conclusiones del informe.

7. Bibliografía.

Objetivos:

Experimento 1: Comparar el aumento de temperatura de

diferentes cantidades de agua.

Experimento 2: Comparar el aumento de temperatura del agua,

leche y aceite.

Experimento 3: Determinar experimentalmente la curva de

calentamiento del hielo-agua-vapor.

Introducción

En el siguiente informe se determinara los aumentos de temperatura de diferentes sustancias líquidas en distintas cantidades para luego ser a través de tres experimentos, en el primer experimento se utilizarán distintas cantidades de agua que serán sometidas a fuego constante para comparar sus aumentos de temperaturas, luego en un segundo experimento se usarán 3 sustancias de distinto punto de ebullición y densidad (agua, aceite y leche) para realizar lo mismo que en la primera instancia. Y finalmente en el último experimento se analizará la curva del aumento de temperatura del hielo hasta llegar a su punto de ebullición, con el fin de conocer el calor latente del agua.

Pretendemos comprender el calor latente, tanto de fusión como de vaporización, sus valores y como se expresa a través de los experimentos que hicimos en el laboratorio.

Los cambios de temperatura son medido mediante distintos experimentos tales como curva de temperatura del agua, puntos de ebullición de distintos líquidos, relación de aumento de temperatura-volumen que son los que hemos empleado.

En este trabajo se determinó el calor latente “L” en la comuna de Santiago Centro, Stgo,Chile.

“Cambios del estado físico de un líquido a temperatura constante”

Experimento 1: “Relación de aumento de temperatura-volumen” Procedimiento

1. Echar 100 ml de agua al vaso precipitado y medir su temperatura inicial.

2. Colocar el vaso precipitado con el agua sobre el mechero encendido.

3. Agitar suave y regularmente el agua con una varilla o lápiz.

4. Medir la temperatura del agua cada medio minuto, hasta completar unos 5

minutos y registrar los datos en la tabla adjunta, comenzando desde 20°C.

5. El aumento de temperatura respecto a la medición precedente, se simboliza

por la notación matemática ∆T. Calcular estos aumentos y completar la

columna del cuadro de resultados.

6. Repetir los pasos 1 a 3 ahora con 200 ml de agua, y luego con 300 ml.

7. Calcular el promedio de variación de temperatura para cada cantidad de

agua, luego registrarlos.

Materiales

1 vaso precipitado de 600 ml.

1 termómetro de -20°C a 110°C.

1 cronómetro (o reloj).

1 soporte, nuez y pinza o barra.

1 mechero.

1 trípode, rejilla, hilo y agua.

100 ml 200 ml 300 ml

Experimento 3: “Curva de temperatura del agua en sus 3 asdfasdfasdfasdfasdsadfafestados físico” Procedimiento

1. Echar 500 gr de hielo picado al vaso precipitado y mide su temperatura inicial.

2. Colocar el vaso precipitado con el hielo sobre el mechero encendido.

3. Medir la temperatura del vaso con hielo cada un minuto, hasta que el hielo se

convierta en agua y esta comience a evaporarse, comenzando desde T° inicial.

4. Registrar los resultados en un cuadro.

5. Realizar un gráfico de temperatura en función del tiempo.

Materiales

1 vaso precipitado de 500 gr. de hielo picado.

1 termómetro de -20°C a 110°C.

1 cronómetro (o reloj).

1 soporte, nuez y pinza o barra.

1 mechero.

1 trípode, rejilla, hilo y agua.

Experimento 2: “Puntos de ebullición según calor

asdfasdfsadfasdfasdfasdfasdfaxespecífico en distintos líquidos”

Procedimiento

1. Echar 100 ml de cada líquido a 3 vasos precipitados y medir su temperatura inicial

de cada uno.

2. Colocar el vaso precipitado con el agua, luego con leche y finalmente con aceite

sobre el mechero encendido.

3. Medir la temperatura del agua, leche, aceite cada medio minuto, hasta completar

unos 5 minutos y registrar los datos en una tabla.

4. El aumento de temperatura respeto a la medición precedente, se simboliza por la

notación matemática ∆T. Calcular estos aumentos y completar en el cuadro

realizado.

5. Calcular el promedio de variación de temperatura para cada sustancia, registrándolo

al pie de la tabla.

Materiales

1 vaso precipitado de 600 ml

1 termómetro de –20°C a 110°C

1 cronómetro (o reloj)

1 soporte, nuez y pinza o barra

1 mechero

1 trípode, rejilla, hilo y agua

100 ml de agua

100 ml de aceite

100 ml de leche

1°Parte: Análisis de resultados (mediciones y respuestas)

Experimento N°1:

1) Mediciones:

100 ml 200 ml 300 ml

t(min) T°C ∆T°C T°C ∆T°C T°C ∆T°C

0,0 19° 0° 19° 0° 19° 0°

0,5 22° 3° 21° 2° 22° 2°

1,0 31° 9° 25° 4° 26° 4°

1,5 41° 10° 32° 7° 31° 5°

2,0 50° 9° 37° 5° 36° 5°

2,5 60° 10° 44° 7° 41° 5°

3,0 70° 10° 50° 6° 47° 6°

3,5 76° 6° 56° 6° 52° 5°

4,0 83° 7° 63° 7° 57° 5°

4,5 89° 6° 67° 4° 61° 4°

5,0 96° 7° 72° 5° 61° 5°

Prom. ∆T 7° 5° 4°

2) Pregunta: Para calentar distintas cantidades de agua desde 20°C hasta 50°C, ¿Cuál de ellas requiere mayor cantidad de energía (calor) desde el mechero? ¿o deben ser iguales?: -Requiere mayor energía las que tengan mayor cantidad de agua, ya que el volumen de un líquido es inversamente proporcional al aumento o disminución de temperatura.

Experimento N°2:

1) Mediciones:

2) Preguntas (respuestas): 1. Aceite, porque posee menor calor específico, lo que hace que mayor sea su aumento en la temperatura 2. La leche, debido a que su calor específico es mayor que el del aceite pero menor que el del agua 3. El calor específico cumple la función de determinar la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una sustancia en un grado celcius, que es directamente proporcional a la energía térmica en tránsito de un sistema (calor)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Tem

per

atu

ra (°

C)

Tiempo (min)

Temperatura en función del tiempo

T° Agua

T° Aceite

T° Leche

100 ml (agua)

100 ml (aceite)

100 ml (leche)

t(min) T°C ∆T°C T°C ∆T°C T°C ∆T°C

0,0 19° 0° 25° 0° 20° 0°

0,5 22° 3° 28° 3° 23° 3°

1,0 31° 9° 36° 8° 31° 8°

1,5 41° 10° 53° 17° 41° 10°

2,0 50° 9° 72° 19° 51° 10°

2,5 60° 10° 90° 18° 61° 10°

3,0 70° 10° 105° 14° 70° 9°

3,5 76° 6° 117° 12° 80° 10°

4,0 83° 7° 133° 16° 87° 7°

4,5 89° 6° 142° 9° 96° 9°

5,0 96° 7° 148° 6° 99° 3°

Prom. ∆T 7° 11° 7°

Tiempo (min)

Experimento N°3: 1) Mediciones:

Tiempo (min)

Temperatura (°C)

0 0°

1 0°

2 0°

3 0°

4 1°

5 10°

6 9°

7 9°

8 11°

9 12°

10 13°

11 16°

12 18°

13 23°

14 28°

15 34°

16 40°

17 46°

18 52°

19 58°

20 62°

21 68°

22 71°

23 75°

24 80°

25 83°

26 86°

27 89°

28 91°

29 92°

30 98°

31 98°

32 98°

2) Preguntas:

1.- No, porque en la primera fase los dos termómetros medían la

temperatura del hielo y no la del agua, por lo tanto hubo una

alteración en la interfaz de la temperatura

2.- Cuando la temperatura permanece constante, significa que el

cuerpo está experimentando un cambio de estado de la materia, y

necesitará mayor o menor aplicación de calor para provocar el

cambio de estado

3.- Calor latente: es la cantidad de calor que requiere una

sustancia para cambiar de estado, existen distintos tipos:

-Calor de fusión: de sólido a líquido

-Calor de vaporización: de líquido a gaseoso

-Calor de sublimación: de sólido a gaseoso

4.- Calor latente de fusión: cuando pasó de hielo a agua, es de 80

cal/g

-Calor latente de vaporización: cuando pasó de agua a

vaporizarse, es de 540 cal/g

5.- Los cambios de estado consisten en el aumento o disminución

de la temperatura en la materia, que dependiendo de la naturaleza

de ésta varía la cantidad de temperatura necesaria para pasar de

un estado a otro.

0

20

40

60

80

100

120

1 3 5 7 9 111315171921232527293133

Tem

pe

ratu

ra (°

C)

Tiempo (min)

Temperatura (°C) en función del tiempo (min)

Temperatura (°C)

2°Parte: Análisis de resultados (respuestas preguntas

pauta)

Experimento Hielo

2.- Cuando la temperatura se mantiene constante son indicios de que ocurrirá o que

está ocurriendo un cambio de estado, como sucedió al principio en la temperatura

0°, fue cuando ocurrió la fusión. Al final, cuando alcanzó el punto de ebullición

también hubo una constante de temperatura, fue cuando ocurrió la vaporización

3.- La temperatura aumenta a medida que pasa el tiempo, son directamente

proporcionales hasta que cambia de estado y la temperatura del agua no puede

aumentar más

4.- Representa que la temperatura no puede seguir aumentando, ya que el agua

está en punto de ebullición

5.- Ce= 0.5 cal/gx°C m= 0.5 kg ∆t°= 98°C Q=? L=?

Q=98x0.5x0.5 Q=24.5

24.5= 0.5xL L=49 kcal/kg

6.- Porque el agua no puede aumentar más su temperatura, ya que pasaría a

convertirse en vapor de agua

Experimento Leche-Agua-Aceite

2.- Q(agua)= 700cal

Q(aceite)= 404.8cal

Q(leche)= 676.4cal

3.- El calor específico del aceite es menor a los demás, por lo que aumenta su

temperatura en menor tiempo que el agua o la leche. Los compuestos ya

mencionados, al tener similar calor específico, aumenta en similar proporción su

temperatura

4.- Debido a que cuando aumenta la temperatura del aceite, al tener un calor

específico bajo, hay mayor movimiento de las partículas y en un corto periodo de

tiempo, y, al contrario de lo que pasa con el agua, esta sustancia no se evapora

5.- El aceite, debido a que al poseer menor calor específico, se demora menos en

aumentar su temperatura en comparación con la leche y el agua.

Marco teórico de la actividad

Calor:

Es la energía térmica en tránsito de un sistema a una temperatura, hacia un

sistema que se encuentra en contacto con él, pero a una menor temperatura.

En el SI se mide en Joule (J) pero también se usa la Caloría (cal)

1 cal= 4,184 J

Calor específico:

Cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una sustancia en un

grado Celsius o equivalente a otra temperatura.

Calor latente:

Es la cantidad de calor que requiere una sustancia para cambiar de estado.

Existen distintos tipos de calor latente:

-Calor de fusión: de sólido a líquido

-Calor de vaporización: de líquido a gaseoso

-Calor de sublimación: de sólido a gaseoso

Cambio de estado:

Es el cambio del ordenamiento molecular de la materia, en estado sólido no

hay movimiento molecular, en estado líquido hay un regulado movimiento

molecular, y en estado gaseoso siempre hay movimiento molecular

Conclusiones:

Básicamente, en este informe logramos comprender a cabalidad la influencia

del calor en la temperatura de ciertas sustancias, y su posterior reacción a

los aumentos de temperatura, los que originan cambios de la materia,

denominados cambios de estado.

Además, aprendimos la importancia del calor específico de los compuestos

frente a los cambios de temperatura y su relación con el tiempo, con lo que

se da que a menor calor específico del compuesto, menor tiempo con el que

aumenta la temperatura, por lo que se infiere que el calor específico es

determinante a la hora de ver los tiempos de los aumentos de temperatura.

Bibliografía:

Libro Física general Schaum. 10ª edición. Unidad 18 calorimetría.