UNIVERSIDA NACIONAL DE INGENIERIA

TEMA: CALOR ESPECÍFICOINTEGRANTES:

Nativida Quinteros, Henderzon Stwart 20151343IMontes Garcia, Bladimir 20144569EDurand Larota, Cristhian 20151398H

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Calor especifico

Prólogo

Este informe de laboratorio guiara la forma de hallar el calor especifico de un

sólido a través de un proceso único ya establecido arbitrariamente donde se

llevan a cabo diversidad de sucesos que involucran los diferentes conceptos

termodinámicos que previamente se deben tener para su correcta realización y

un buen cálculo de los calores específicos a determinar.

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Calor especifico

Índice

1 Objetivos 2

2 Fundamento Teórico 2-7

3 Equipos y materiales 8-9

4 Procedimiento 11

5 Cálculos y resultados 12-13

5 Observaciones 14

6 Conclusiones 14

8 Bibliografía 14

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Calor especifico

Objetivo

Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro

por principios de calor.

Determinar el calor específico de cada metal (plomo, hierro y aluminio).

Calcular y comparar datos teóricos de calores específicos de los

metales.

Fundamento teórico

Calor:

Es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor

temperatura que fluye espontáneamente según lo describe la termodinámica.

Esta transferencia de calor puede usarse en la mecánica para realizar trabajo

sobre algún sistema y de ahí sus aplicaciones.

Matemáticamente la transferencia de calor provocado por una variación de

temperatura puede describirse como:

dQ=c .e .m.dT

Ahora si consideramos el ce (Calor específico del material) constante:

∫ dQ=Ce .m∫T1

T2

dT

Y de ahí la expresión quedaría como:

Q=Ce .m .△T

Donde △T=T 2−T 1.Variación de temperatura.

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Calor especifico

Unidades de medida del calor:

En el Sistema Internacional de Unidades es la misma que la de la energía y el

trabajo: el Joule (unidad de medida).

Otra unidad ampliamente utilizada para la cantidad de energía térmica

intercambiada es la caloría (cal), que es la cantidad de energía que hay que

suministrar a un gramo de agua a 1 atmósfera de presión para elevar su

temperatura de a 14.5 a 15.5 grados Celsius. La caloría también es conocida

como caloría pequeña, en comparación con la kilocaloría (Kcal), que se conoce

como caloría grande y es utilizada en nutrición.

1Kcal=1000cal

Joule, tras múltiples experimentaciones en las que el movimiento de unas

palas, impulsadas por un juego de pesas, se movían en el interior de un

recipiente con agua, establecido el equivalente mecánico del calor,

determinando el incremento de temperatura que se producía en el fluido como

consecuencia de los rozamientos producidos por la agitación de las palas:

1cal=4.184 J

El joule (J) ese la unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidades.

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Calor especifico

Capacidad calorífica

Se define como la cantidad de calor ganado o cedido que necesita la masa de

una sustancia para que la temperatura varíe en un grado.

K= Q△ T

Calor específico

El calor específico es la energía necesaria para elevar 1°C la temperatura de

una masa determinada de una sustancia. El concepto de capacidad calorífica

es análogo al anterior pero para una masa de un mol de sustancia (en este

caso es necesario conocer la estructura química de la misma).

El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el

calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el

incremento de temperatura:

Q=m∫T1

T2

cdT

Donde:

Q: es el calor aportado al sistema

M: es la masa del sistema

C: es el calor específico del sistema

△T: es el incremento de temperatura que experimenta el sistema

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Calor especifico Las unidades más habituales de calor específico son:

[c ]= JKgK

[c ]=calgC

El calorímetro:

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor

suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el

calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que

liberan o absorben los cuerpos:

Este recipiente, se encuentra aislado convenientemente con el propósito de

evitar pérdidas de calor cuyas paredes están hechas de materiales aislantes

térmicos. Se usa para estudiar mezclas caloríficas y para conservar sustancias

a temperatura constante.

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Calor especifico

Equipos y materiales:

Un calorímetro de mezclas (un termo)

Un termómetro

Un mechero a gas

Una olla para calentar agua

Piezas de metal sólido

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Calor especifico

Un soporte

Un matraz

Una balanza

pinzas

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Calor especifico

PROCEDIMIENTO

1.- Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro

Se coloca dentro del calorímetro una cantidad de masa de agua ma= 97.9g a una temperatura igual a la del medio ambiente.

Se deja que se establezca el equilibrio y medimos la temperatura de equilibrio

La temperatura de equilibrio fue Ta= 21°C Medir un cierto volumen de agua, para este caso la masa de dicho

volumen es mb= 97,9g y calentarlo en la olla hasta una temperatura Tb= 96°C

Se coloca la masa mb  en el calorímetro. Se deja que se establezca el equilibrio y medimos la nueva

temperatura de equilibrio, la cual fue T = 49°C 

2.- Calor específico de los sólidosLa experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso (Dewar) o en su defecto un termo convenientemente aislado. El vaso se cierra con una tapa hecha de un material aislante, con un orificio por donde entra y sale el termómetro.

Se pesa una pieza de metal sólido de calor específico “c” desconocido, resultando “m” su masa.Se pone la pieza en agua casi hirviendo a la temperatura Tb

Se ponen ma gramos de agua en el calorímetro, se agita, y después de un poco de tiempo, se mide la temperatura Ta. A continuación, se deposita la pieza del sólido rápidamente en el calorímetro. Se agita, y después de un cierto tiempo se alcanza la temperatura de equilibrio T.

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Calor especifico

Cálculos y resultados

Experimento 1

Datos :ma=masade agua fría→ma=97.9 gr

mb=masade aguacaliente→mb=97.7gr

T a=temperatura de quilibriodel agua fría y delrecipiente→T a=21 ° C

T b=temperatura del aguacaliente→T b=96 °C

T=temperaturadeequilibrio→T=49 ° C

Cálculos

*Halle la capacidad calórica delrecipiente (C)

Qr=calor ganado porel recipiente

QH2O (f )=calor ganado por el agua fría

QH2O (c)=calor perdido por el aguacaliente

*Sabemos que el calor especifico del agua es: Ce =1caloria/gramoQr+QH 2O(f )=QH 2O(c)

C ∆ t+Cema∆ t=Cemb∆ t

C (T−T a )+Cema (T−T a )=Cemb(T b−T )

C× (49−21 )+1×97.9× (49−21 )=1×97.9×(96−49)

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Calor especifico

C=66.432 cal° C

Experimento 2

*Cálculo del calor específico para el material A (CeA)

Datos :

Calor específico del material A que resulta ser Aluminio. ma=masade agua fría→ma=80 gr

mA=masa de l material A→mA=28.2gr

T a=temperatura del agua fría y del recipiente→T a=25 °C

T A=temperatura delmaterial A→tA=81 °C

T=temperaturadeequilibrio→T=28 °C

Cálculos

Qr=calor ganado porel recipiente (calorimetro)

QH2O=calor ganado por elagua fría

QA=calor perdido por elmaterial

Qr+QH 2O=QPb

C ∆ t+Cema∆ t=CeAmA∆ t

C (T−T a )+Cema (T−T a )=CeAmA (T A−T )

66.432×(28−25)+1×80×(28−25)=CeA×28.2×(81−28)

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Calor especifico

CeA=0.2939 calgr °C Capacidad calorífica del aluminio experimentalmente

CeAl (teórico)=0.2142 calgr °C

%Error=0.2939−0.21420.2142

×100 %=37.21 %

*Cálculo del calor específico para el material B (CeB)

Datos :

Calor específico del material B que resulta ser Hierro

ma=masade agua fría→ma=60 gr

mB=masadelmaterialB→mB=138.9 gr

T a=temperatura del agua fría y del recipiente→T a=28 °C

T B=temperatura delmaterial B→tB=89 ° C

T=temperaturadeequilibrio→T=3 8 °C

Cálculos

Qr=calor ganado porel recipiente (calorimetro)

QH2O=calor ganado por elagua fría

QB=calor perdido por elmaterial

Qr+QH 2O=QPb

C ∆ t+Cema∆ t=CeBmB ∆t

C (T−T a )+Cema (T−T a )=CeBmB(T A−T )

66.432×(38−28)+1×6 0×(38−28)=CeB×138 .9×(89−3 8)

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Calor especifico

CeB=0.1784 calgr° C Capacidad calorífica del hierro experimentalmente

CeHierro(teórico)=0.1079 calgr °C

%Error=0.1764−0.10790.1079

×100 %=65.41%

Observaciones Al medir la temperatura de equilibrio con el termómetro luego de

introducir los metales se notó que esta estaba más próxima a la

temperatura del agua.

El transcurso de introducir los metales de una vasija a un recipiente se

pudo haber perdido energía.

La temperatura del ambiente puede afectar a la temperatura que pudo

haber tenido el metal al introducirse al recipiente con agua.

Conclusiones

El calor es la energía que se transfiere de un cuerpo de mayor a menor

temperatura. Es debido al contacto del metal con el agua que este

fenómeno pasa por esa razón la temperatura del agua aumenta.

La temperatura del ambiente es un factor en la perdida de la energía del

metal al momento de que este sea introducido al recipiente con agua.

La transferencia de calor del metal hacia el agua hace que las moléculas

del agua aumente su movimiento causando que la temperatura del agua

aumente.

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Calor especifico

Bibliografía

Física, Serway, Raymond A, edit. Interamericana, Mexico

(1985).

Física, Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Keneth S,

edit. CECSA 1993