Calor especifico de un solido

Autores: Luis Rebolledo, Salomón Melendres, Paul Saavedra, Cristian Rodríguez.

Fecha de entrega: Mayo 17 de 2013

RESUMEN:

En esta experiencia de laboratorio tuvo como fin el medir el calor específico de un sólido cuando este se encontraba sumergido en un líquido en este caso el agua.

Tuvimos como material para el desarrollo de la experiencia fueron los siguientes: un calorímetro el cual tenía su respectivo agitador (el calorímetro era del material poliestireno el cual por tener como propiedad la poca transferencia al exterior era el adecuado para este fin), un termómetro el cual estaba en una escala de 0 °c a 100 °c, un calentador de agua, una probeta graduada, una balanza, un trozo de cuerda y los sólidos a medir (en este caso el cobre (Cu) y el aluminio(Al)).

Se tomo los datos correspondientes a las temperaturas tanto de los sólidos en el calorímetro (cada uno aparte) y se siguió un procedimiento administrado por el tutor que se explicara más adelante en este documento.

INTRODUCCION

Todos nosotros estamos familiarizados con el hecho de que dos objetos a temperaturas iníciales diferentes alcanzaran una temperatura intermediaria cuando se pongan en contacto el uno con el otro. Por ejemplo, un pedazo de carne colocada sobre un bloque de hielo en un recipiente bien aislado en cierto momento alcanzara una temperatura cercana a 0°c. De igual modo, si se deja caer un cubo de hielo en una taza de café caliente, el hielo se fundirá y disminuirá la temperatura del café.

Para captar el significado de contacto térmico, imagine dos objetos situados e un recipiente aislados de manera que interactúen entre si pero no con el resto del mundo. Si los objetos están a diferentes temperaturas, entre ellos se intercambia energía. La energía intercambiada entre objetos gracias a una diferencia de temperatura recibe el nombre de calor.

Analicemos lo siguiente:

Las sustancias difieren unas de otras por la cantidad de calor necesaria para producir una variación determinada de temperatura sobre una masa dada. La capacidad calorífica C es una propiedad de un sistema (cuerpo). Para obtener una magnitud característica de una sustancia, que no dependa de la cantidad de sustancia considerada, definimos el calor específico c de una sustancia, como la razón entre la capacidad calorífica de un cuerpo compuesto de esta sustancia, a la masa de dicho cuerpo:

c=Cm

Pero C=∆Q∆T

entonces c=∆Qm .∆T

que como hemos dicho es una

característica de

La sustancia que constituye el cuerpo, que se expresa así: cal .gr . °C

o Jul

Kg. °C

Esto es lo que se conoce como calorimetría pieza importante para el desarrollo de la práctica a finalidad.

DESCRIPCION DEL EXPERIMENTO

El procedimiento para la realización total de la práctica de laboratorio fue relativamente sencillo, consistió en tomar la respectiva lectura del peso de los sólidos (el cobre tuvo un peso de 32.97 gr y el aluminio de 27.5 gr) luego se llenó el calentador de agua hasta un poco más de la mitad de su capacidad y se colocó a calentar hasta que llego a su temperatura de ebullición del agua en este caso 100 °c aprox. (aproximadamente debido a que esto difiere de acuerdo a la presión atmosférica del lugar en donde se realizo la practica), cuando esta llego a la temperatura deseada, se procedió a amarrar el cuerpo a medir a un hilo y se coloco en el recipiente sin que este tocara fondo y se dejo este durante un tiempo no superior a 3 minutos para que el cuerpo alcanzara el equilibrio térmico(se realizo el mismo proceso para los dos sólidos tanto el obre como el aluminio) y asumimos que la temperatura Tc(temperatura de calentamiento) es 100°C debido a que el agua estaba ebulliendo a 100°C aprox.(el dato Tc. Fue escrito en el respectivo documento)se coloco el sólido en el calorímetro y se lleno el calorímetro de agua hasta que cubriera el cuerpo a medir y se tomo la medida de temperatura de esta agua el cual es llamada T₀(esta medida se tomo antes de colocar el sólido en el calorímetro, en cobre fue de 25.5°C y el aluminio 24.86 °c la medida fue tomada de forma de promedio )luego se tomo la medida Tf(para tomar esta medida fue de forma rápida y al solido estar en el calorímetro se procedió a rebullir hasta que la columna de mercurio del termómetro se estabilizara y así tomar la respectiva medida(en el cobre fue de 30°C y el aluminio de 30°C medida promediada y por último los cálculos correspondientes para resolver la práctica.

Resultados :

Aluminio 1er ensayo 2do ensayo 3er ensayoMasa de agua mo en el calorímetro

80 gr 80gr 80gr

Temp. To del agua en el calorímetro

25 °C 25.1 °C 24.5 °C

Temp. Tc del cuerpo caliente

100 °C 100 °C 100 °C

Temperatura Tf de equilibrio o final

30 °C 30 °C 30 °C

Cobre 1er ensayo 2do ensayo 3er ensayoMasa de agua mo en el calorímetro

80 gr 80 gr 80 gr

Temp. To del agua en el calorímetro

25 °C 25 °C 26 °C

Temp. Tc del cuerpo caliente

100 °C 100 °C 100 °C

Temperatura Tf de equilibrio o final

30 °C 29.3 °C 30 °C

cCu=( (mo+A ) . cagua . (T f−T o ))

m. (T c−T f )

cCu=((100 gr+20gr ) .1 cal

gr .° c. (29.7 °C−25.3 ° C ))

32.97 gr . (100 ° C−29.7 °C )

cCu=0,18calgr . °c

c Al=((mo+A ) . cagua . (T f−T o ))

m . (Tc−T f )

c Al=( (100 gr+20 gr ) .1 cal

gr . ° c. (30 ° C−24.8 °C ))

27.5 gr . (100 °C−30 ° C )

c Al=0,270calgr . ° c

Error: Cu

*Error Absoluto:

EA = Valor real – Valor experimental

EA = 0,092calgr . ° c

– 0,18calgr . ° c

EA = 0,088 calgr . ° c

*Error Relativo:

ER = EA / Valor Real

ER = 0,0880,092

=0,956

*Porcentaje de Error:

E% = ER * 100%

E% = 0,956* 100% = 95.6 %

Error: Al

*Error Absoluto:

EA = Valor real – Valor experimental

EA = 0,21 calgr . ° c

– 0,27calgr . ° c

EA = 0,06 calgr . ° c

*Error Relativo:

ER = EA / Valor Real

ER = 0,060 ,21

=0,28

*Porcentaje de Error:

E% = ER * 100%

E% = 0,28* 100% = 28 %

Bibliografía

* física 4 edición de Raymond serway “Física universitaria tomo 11”.

*http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/131-calor-especifico-y-capacidad-calorifica.

* http://www.hiru.com/fisica/calorimetria-capacidad-calorifica-y-calor-especifico.