CALORIMETRIA LABORATORIO No 6

PRESENTADO POR: CRISTIAN CAMILO CALVACHE JAIME ALBERTO PANTOJA ANDRS JORDN

PROFESOR: GIRALDO JIMNEZ

UNIVERSIDAD DEL CAUCA INGENIERA CIVIL POPAYN, MAYO DE 2006

Titulo: Calorimetra Autores: Cristian Camilo Calvache Jaime Alberto Pantoja Andrs Jordn Institucin: Universidad del Cauca; Grupo

Resumen: Usaremos un calormetro para medir la cantidad de calor que ha sido transferida en un proceso determinado. Su uso es de creciente inters en diversas aplicaciones en ciencia de los materiales, en fsica de altas energas, en la medicin absoluta de potencia de luz (bolmetros) emitida por fuentes de luz naturales, ampolletas o lseres, en la industria de alimentos, etc. Estudiaremos la transferencia de energa calrica en el agua en algunos ejemplos sencillos y usaremos el principio de la conservacin de energa para calibrar un calormetro, estudiar la capacidad calrica Elegimos el agua como medio a estudiar debido a sus caractersticas nicas, que dan lugar a importantes aplicaciones e implicaciones Medioambientales. El agua tiene una alta capacidad calrica comparada con otros lquidos. Adems exhibe un comportamiento anmalo de 0 C a 4 C en que se contrae a medida que se calienta.

INTRODUCCIN Al mezclar dos cantidades de lquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energa en forma de calor desde el ms caliente al ms fro. Dicho trnsito de energa se mantiene hasta que se igualan las temperaturas, cuando se dice que ha alcanzado el equilibrio trmico. La cantidad de calor Q que se transfiere desde el lquido caliente, o la que absorbe el fro, responde a la expresin

Donde m es la masa del lquido, Ce su calor especfico y T la variacin de temperatura que experimentan. DESARROLLO TERICO Calorimetra, ciencia que mide la cantidad de energa generada en procesos de intercambio de calor. El calormetro es el instrumento que mide dicha energa. 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. MEDIDA DE LA CAPACIDAD CALORFICA DE UN CALORMETRO Las transferencias de calor se miden en un calormetro a travs de variaciones de Temperatura. Previo a toda experiencia es necesario calibrarlo, esto es, determinar su capacidad calorfica. Para realizar el calibrado, se mezclan cierta cantidad de agua fra con agua caliente y se mide la temperatura de equilibrio. Durante este proceso una parte de la energa cedida por el agua caliente es absorbida por el vaso Dewar del calormetro que eleva su temperatura desde T2 a Te. En consecuencia, como en el calormetro no se producen prdidas de energa hacia el exterior, la variacin del conjunto formado por el calormetro y las

cantidades de agua ser nula, por lo que se puede escribir Donde CK es la capacidad calorfica del calormetro, esto es, cunto calor absorbe por grado de aumento en la temperatura. Adems se ha tomado el calor especfico del agua como 1 cal.g-1K-1. FUNDAMENTOS DE QUMICA La influencia del calormetro tambin se acostumbra a identificar como equivalente en agua (K), que se define como la cantidad de agua cuya capacidad calorfica es CK. Por ser el calor especfico del agua 1 cal.g-1K-1, el equivalente en agua es la capacidad calorfica del calormetro pero expresada en gramos. DESARROLLO EXPERIMENTAL

Con el calormetro vaco y seco se determina la masa del calormetro. Aadimos al calormetro agua fria. Se determina la masa del calormetro con el agua. Registrar la masa del agua.

Determinar la temperatura inicial del agua con el calormetro con el termmetro. En la tetera colocamos una cantidad mayor de agua y la ponemos a hervir. Cuando el agua hierva, con el termmetro determinamos la temperatura a la cual se encuentra en este momento. Vertimos el agua caliente en el agua fra (mas agua caliente que agua fra) Medimos la temperatura de la mezcla. Determinamos la masa del agua caliente. Una vez obtenidos estos datos hacemos los respectivos clculos.

Entones de lo anterior se concluira que:

mAfria*CT+mcalorimetro*CT = mAcaliente* C T Masa del calormetro = 114.42 gm Masa del calormetro con agua = 406.10 gm. Temperatura del agua fra = 19 C Temperatura del agua caliente = 95 C Temperatura de la mezcla = 52.5 C Masa del calormetro con la mezcla = 656 gm

ANLISIS EXPERIMENTAL Equipos: Balanza analtica Calormetro Tetera Termmetro de 100 C. RESULTADOS EN LABORATORIO

Una vez obteniendo los datos pertinentes en el laboratorio deducimos la capacidad calorfica del calormetro utilizando la formula anterior. Masa del agua fra = 291.68gm Capacidad calorifica del agua = 1cal/gC T = 33.5C Masa del agua caliente = 249.9 gm T = 42.5C Deacuerdo a estos datos podremos decir que la capacidad calorfica del calormetro es : 0.22 cal/gC CONCLUSIONES Comparando el resultado obtenido con algunas tablas podemos deducir que la capacidad calorfica del calormetro se aproxima mucho a la del aluminio. BIBLIOGRAFA Fsica General, Lucas Giancoli.

Qg = -QcDonde Qg = calor ganado -Qc = calor sedido Pero como se sabe que:

Qg=mAfria*CT+mcalorimetro*CT -Qc = mAcaliente* C TDonde : C = capacidad calorfica C=Capacidad calorfica del calormetro T = T mezcla To T = T mezcla T ebullicin