LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

Práctica “Capacidad Térmica Específica de Metales”

Cuestionario #4

García Hernández Francisco Moisés

Grupo: 02

Fecha: 02/09/2013

1. Explique en qué consiste la técnica llamada calorimetría. Consiste en calentar la sustancia que se analizará y colocarla dentro de una cantidad de agua de masa y temperatura conocidas, para que alcancen un equilibrio térmico. Las fronteras del sistema deben ser adiabáticos, por lo que el calor que salga de la sustancia que se analiza será el mismo que entrará al agua. Dicho procedimiento, apoyado de un modelo matemático, nos ayuda a conocer la capacidad térmica específica de la sustancia en cuestión.

2. Escriba la relación matemática que se utiliza para cuantificar la capacidad térmica. mc (T f−T i)=ma ca (T f−T i )+mccc (T f−T i)

Donde el lado izquierdo de la ecuación corresponde a los datos del material cuya capacidad térmica específica se desea conocer, y en el lado izquierdo: las variables con subíndice “a” corresponden a los datos del agua del calorímetro, y las variables de subíndice “c” corresponden a los datos del material del cual esté hecho el calorímetro.

3. ¿En que unidades puede ser expresada la capacidad térmica específica? Calorías entre gramos por aumento de temperatura:

c [ calgΔ°C ]

Y en kilojoules entre kilogramos por el aumento de temperatura:

c [ kJkgΔ°C ]

4. Investigue en la literatura la capacidad térmica específica de las siguientes sustancias en (cal/gΔ°C) y (kJ/kgΔ°C).

Sustancia\Unidad (cal/gΔ°C) (kJ/kgΔ°C)Titanio. .124 .52Cobre. .091 .381Antimonio. .049 .207Constantán. .098 .41Sulfato de sodio. .96 4.02Hielo. .43 1.8Carbonato de calcio. Azufre. .174 .73Agua. .998 4.18Molibdeno. .06 .25Estaño. .05 .21

5. Acerca de la parafina: ¿qué es?, ¿cómo se obtiene?, ¿para qué se usa? Es un grupo de hidrocarburos alcanos, el nombre parafina es el nombre coloquial de dichos hidrocarburos. Su fórmula química general es CnH2n+2. Proviene del petróleo, esquistos bituminosos y carbón, y su obtención es mediante la destilación de dichas materias primas a altas temperaturas, obteniendo aceites pesados, los cuales se enfrían hasta 0°C, cristalizándose así la parafina, y purificándola con baños de ácidos, alcalinos y recristalizaciones.

Las parafinas tienen una amplia gama de usos, tanto en estados sólidos como líquidos, como son:-Fabricación de termostatos para uso industrial o automóviles-Cubiertas de cera para fundición-Fabricación de papel parafinado para envolver alimentos-Fabricación de papel carbón-Impermeabilización de tapas de corcho o plástico, maderas o municiones-Aislante en conductores eléctricos-Fabricación de bujías-Fabricación de velas-Fabricación de telas (para hacerlas más resistentes y hacer que dure más el color en las mismas).-Como conservador de alimentos

6. Un trozo de plomo de 250 (g) se calienta hasta 101 (°C) y se echa en un calorímetro de cobre de 350 (g), el cuál contiene agua a 19 (°C). Determine la temperatura final del plomo. Asumiendo que la masa de 350[g] es únicamente la del cobre del calorímetro, y que la masa de agua a 19°C es desconocida, la fórmula para determinar la temperatura final del plomo en función de las variables magua y Tinicial del cobre es la siguiente:

T f=

3232 [J ]−magua(80.75[ Js ])−135.1[ J° ΔC ]T inicialdel cobre

−4.25 [ Jg° ΔC ]magua−103.1[ J

° ΔC ]7. Para determinar el calor específico de un bloque de 110 (g) de cierto material se introduce éste en un calorímetro de cobre de 30 (g) que contiene 65 (g) de agua. El sistema inicialmente se encuentra a 27 (°C). Posteriormente se añaden 115 (ml) de agua a 78 (°C) al calorímetro. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, la temperatura del agua es de 51 (°C). Determine la capacidad térmica específica del bloque, en (kJ/kgΔºC).

c=6.945[ kJkgΔ °C ]

8. Describe el calibrador con escala Vernier y cómo se usa.Es un instrumento de medición que sirve para obtener dimensiones muy precisas de fracciones de milímetros (1/10 de mm, 1/20 de mm, 1/50 de mm). Consta de una reglilla, la cual está graduada y sobre la que se deslizan unas pinzas, entre las que se coloca el objeto a medir.

Se usa abriendo las pinzas y cerrándolas sobre el objeto del cual se quiere obtener sus dimensiones, al aprisionar el objeto con las mencionadas pinzas (esto debe ser de una manera suave) las pinzas se van deslizando sobre la graduación de la reglilla sobre la que están colocadas, y mediante un señalador de las mismas, nos indican en la graduación la amplitud que estas tienen para tener al objeto entre ellas. 9. Convierta la capacidad térmica específica del hafnio, de (kJ/kgΔ°C) a (kJ/kgΔ°F)

.14 [ kJkg° ΔC ][ 1 ° ΔC1.8° ΔF ]=.077 [ kJ

kg° ΔF ]10. ¿Cuántos tipos de balanzas conoces? Descríbelas-Balanza Analítica. Es una balanza digital, puede presentar la medición en varios sistemas de unidades y es muy precisa.-Balanza Granataria. Es una balanza con una sola superficie donde se coloca el objeto de interés y tiene como contrapesos tres piezas metálicas de diferentes pesos, los cuales se encuentran colocados sobre ejes graduados que están unidos a la superficie en la que se coloca el objeto a pesar, y en base a la distancia a la que se coloquen éstos de la superficie y el punto de referencia de equilibrio de la balanza, se obtendrá el equilibrio y con ello la medida del peso del objeto pesado.-Balanza romana. Es una balanza que tiene un eje que sostiene una varilla por la mitad, la cual tiene en sus extremos dos platos o superficies cualquiera donde se comparan los objetos a pesar, en un lado se coloca el objeto de interés y en el otro se colocan las referencias de peso que se tengan (pueden ser pesas).