Objetivo.Observar las propiedades trmicas del agua al ser sometida deferentes temperaturas .Determinar el calor especfico de un metal por medio del calormetro, de esta forma lograr obtener el calor especfico de un slido.IntroduccinEspesificaremos primero Qu es calor especifico?El calor especfico es una magnitud fsica como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinamico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el valor del calor especfico depende de dicha temperatura inicial.Se le representa con la letra C (minscula).De forma anloga, se define la capacidad calorfica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra (mayscula).Por lo tanto, el calor especfico es el cociente entre la capacidad calorfica yla masa, esto es donde m es la masa de la sustancia. El calor especfico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada materia; por el contrario, la capacidad calorfica es una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistemaparticular. Cuanto mayor es el calor especfico de las sustancias, ms energa calorfica se necesita para incrementar la temperatura. Porejemplo,se requiere ocho veces ms energa para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa.

El trmino "calor especfico" tiene su origen en el trabajo del fsico Joseph Black, quien realiz variadas medidas calorimtricas y us la frase capacidad para el calor. En esa poca la mecnica y la termodinmica se consideraban ciencias independientes, por lo que actualmente el trmino podra parecer inapropiado; tal vez un mejor nombre podra ser transferencia de energa calorfica especfica, pero el trmino estdemasiado arraigado para ser reemplazado.

Factores que afectan al calor especfico:Masa Una de las razones por las que el calor especfico adopta diferentes valores para diferentes sustancias es la diferencia en masas molares, que es la masa de un mol de cualquier elemento, la cual es directamente proporcional a la masa molecular del elemento, suma de los valores de las masas atmicas de la molcula en cuestin. La energa calorfica se almacena gracias a la existencia de tomos o molculas vibrando. Si una sustancia tiene una masa molar ms ligera, entonces cada gramo de ella tiene ms tomos o molculas disponibles para almacenar energa. Es esta la razn por la que el hidrgeno, la sustancia con la menor masa molar, tiene un calor especfico tan elevado; porque un gramo de esta sustancia contiene una cantidad muy grande de molculas.

Una consecuencia de este fenmeno es que, cuando se mide el calor especfico en trminos molares la diferencia entre sustancias se hace menos acusada, y el calor especfico del hidrgeno deja de ser atpico. Del mismo modo, las sustancias moleculares (que tambin absorben calor en sus grados internos de libertad), pueden almacenar grandes cantidades de energa por mol si se trata de molculas grandes y complejas,y en consecuencia su calor especfico medido en trminos msicos es menos notable.

Ya que la densidad media de un elemento qumico est fuertemente relacionada con su masa molar, en trminos generales existe una fuerte correlacin inversa entre la densidad del slido y su c p (calor especfico a presin constante medido en trminos msicos). Grandes lingotes de slidos de baja densidad tienden a absorber ms calor que un lingote pequeo de un slido de la misma masa pero de mayor densidad ya que el primero por lo general contiene ms tomos. En consecuencia, en trminos generales, hay una correlacin cercana entre el volumen de un elemento slido y su capacidad calorfica total.Sin embargo,haymuchas desviaciones de esta correlacin general.

Enlaces puente de hidrgenoLas molculas que contienen enlaces polares de hidrgeno tienen la capacidad de almacenar energa calorfica en stos enlaces, conocidos como puentes de hidrgeno.

ImpurezasEn el caso de las aleaciones, hay ciertas condiciones en lascuales pequeas impurezas pueden alterar en gran medida el calor especfico medido. Las aleaciones pueden mostrar unamarcada diferencia en su comportamiento incluso si la impureza en cuestin es uno de los elementos que forman la aleacin.Tambien determinarQue es un calorimetro? El calormetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor especfico de un cuerpo, as como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.El tipo de calormetro de uso ms extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termmetro. Se coloca una fuente de calor en el calormetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termmetro. Si se conoce la capacidad calorfica del calormetro (que tambin puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energa liberada puede calcularse fcilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor especfico y el calor latente pueden ir midindose segn se va enfriando el objeto. El calor latente, que no est relacionado con un cambio de temperatura, es la energa trmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de lquido a slido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reaccin qumica, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calormetro y la reaccin se provoca por ignicin, con ayuda de una chispa elctrica.Los calormetros suelen incluir su equivalente, para facilitar clculos. El equivalente en agua del calormetro es la masa de agua que se comportara igual que el calormetro y que perdera igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, slo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes.Calormetro: equivalente en aguaEl recipiente donde se realizan las experiencias en las que se producen variaciones de calor se llama calormetro.Se trata de un recipiente que contiene el lquido en el que se va a estudiar la variacin del calor y cuyas paredes y tapa deben aislarlo al mximo del exteriorEquivalente en agua de un calormetroCuando un lquido contenido en un calormetro recibe calor (energa) la absorbe, pero tambin la absorben las paredes del calormetro. Lo mismo sucede cuando pierde energa. Esta intervencin del calormetro en el proceso se representa por su equivalente en agua: su presencia equivale a aadir al lquido que contiene los gramos de agua que asignamos a la influencia del calormetro y que llamamos "equivalente en agua". El "equivalente en agua" viene a ser "la cantidad de agua que absorbe o desprende el mismo calor que el calormetro".La calorimetra se encarga de medir el calor en una reaccin qumica o un cambio fsico usando un calormetro. La calorimetra indirecta calcula el calor que los organismos vivos producen a partir de la produccin de dixido de carbono y de nitrgeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxgeno.Temperatura y energa internaA cualquier temperatura sobre el cero absoluto, los tomos poseen distintas cantidades de energa cintica por la vibracin. Ya que los tomos vecinos colisionan entre s, esta energa se transfiere. Aunque la energa de los tomos individuales puede variar como resultado de estas colisiones, una serie de tomos aislados del mundo exterior tiene una cantidad de energa que no cambia porque va pasando de tomo a tomo. Conceptualmente, la energa promedio por tomo puede calcularse dividiendo la energa total por el nmero de tomos. La calorimetra se encarga de medir el calor en una reaccin qumica o un cambio fsico usando un calormetro. La calorimetra indirecta calcula el calor que los organismos vivos producen a partir de la produccin de dixido de carbono y de nitrgeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxgeno.El calor especfico o ms formalmente la capacidad calorfica especfica de una sustancia es una magnitud fsica que indica la capacidad de un material para almacenar energa interna en forma de calor. De manera formal es la energa necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia; usando el SI es la cantidad de julios de energa necesaria para elevar en un 1 K la temperatura de 1 kg de masa. Se la representa por lo general con la letra c.Se necesita ms energa calorfica para incrementar la temperatura de una sustancia con un alto valor del calor especfico que otra con un valor pequeo. Por ejemplo, se requiere ocho veces ms energa para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa. El calor especfico es pues una propiedad intensiva, por lo que es representativa de cada sustancia, mientras que la capacidad calorfica, de la cual depende, es una propiedad extensiva y es representativa de cada cuerpo particular. Matemticamente el calor especfico es la razn entre la capacidad calorfica de un objeto y su masa. CalorLa unidad de medida del calor en el Sistema Internacional es el julio. La calora tambin se usa a menudo en Qumica. Al usar caloras como unidad de medida del calor, es importante notar que la calora esta definida como el calor necesario para aumentar en 1 C la temperatura de un gramo de agua destilada, es decir tiene una definicin basada en el calor especfico. Esto significa que al medir el calor especfico (a presin constante) usando caloras, todas las sustancias con un calor especfico menor queLa entalpa es una magnitud de termodinmica simbolizada con la letra H, la variacin de entalpa expresa una medida de la cantidad de energa absorbida o cedida por un sistema termodinmico, o, lo que es lo mismo, la cantidad de energa que tal sistema puede intercambiar con su entorno.Usualmente la entalpa se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en julios.Definicin ampliada: entalpa es el nombre dado a una funcin de estado de la termodinmica donde la variacin permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformacin isobrica (es decir, a presin constante) en un sistema termodinmico (teniendo en cuenta que todo objeto conocido puede ser entendido como un sistema termodinmico), transformacin en el curso de la cual se puede recibir o aportar energa (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecnico). Es en tal sentido que la entalpa es numricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestinMaterial Soporte universal completo Mechero de butsen Vaso de 400 ml Termmetro Vaso de unicel Prensa para termmetro

Procedimiento.1. Agrege agua a os basos de precipitado, acompletar 2/3 de este, calentar asta 702. Tomar la pieza de metal sujetarla con un ilo se sumerje en el agua procurando que o toque las paredes del sistma.3. Dejar sumegida la piesa durante 15 minutos ,in quitar calor4. Dspues de los 15 minutos tomar la T del agua hirviendo 5. A un vaso de unicel llenarlo 2/3 partes, tomar su temperatura asi mismo tomarle su peso

1. Qu otras propiedades ficicas se podrn utilizar para alludar a identificar las muestras de metl empleadas?2. Por qu el agua se puede utilizar como calormetro?

En la tabla se muestran los datos del que arrojo el desarrollo del experimento.

Piesa de metalPeso Peso del Agua Con mterialsumergidoAgua expuesta a calor 15minAgua expuesta a calor 15 con piezaDiferencia de T

A161.55g200g361g708111

B19.65g200g219g709323

Tiempo del agua expuesta a calorTemperatura inicial(t1)Tiempo expueto a calor:0(t2)Tiempo expuesto:15min.(t3)tiempo expuesto:15min mas tmeratura.finalAunmeto de teperatura total

Tdel agua19708162

En esta grafica se muestra al el incremento de temperatura:

Formula:

Calor ganado por agua=WaguaXTXcp(4.184J/C) Cp=calor ganado por agua/Wmetal(g)XTdel metal(c)

Fotografas:

Conclusiones:En este experimento hemos determinado el calor especfico de dos slidos con la finalidad deobservar cmo se transmite el calor segn el material de cada objeto y, comparando con valores tabulados,saber aproximadamente de qu material se pueden tratar dichos objetos.Para ello se ha empleado el montaje experimental del calormetro, determinando previamenteel equivalente en agua del calormetro a partir de la mezcla de agua a distintas temperaturas. Posteriormentese ha calentado cada objeto hasta 100C y se ha sumergido posteriormente en agua a unatemperatura inferior, hasta llegar a una temperatura final de equilibrio dependiente de la masa y latemperatura previa y posterior de cada elemento del sistema. A partir de estas medidas se puede estudiar,efectivamente, cmo se transfiere el calor entre cuerpos segn el material, es decir, determinarel calor especfico caracterstico del material empleado para poder identificarlo.

NOTA:Se recomienda ver estas diapositivas para facilitar la comprensin de un calormetro http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/CalorimetryLab.swf

Bibliografa consultadahttp://www.textoscientificos.com/fisica/calorimetrohttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htm