1

Practica No.4 Fisicoqumica

DETERMINACION DE LA CAPACIDAD CALORIFICA DE

ALGUNOS FLUIDOS

1. INTRODUCCIN

Se denomina calor especfico a la capacidad calorfica correspondiente a la unidad

de masa del sistema. El calor especfico de una sustancia equivale, por tanto, a

una cantidad de calor por unidad de masa y de temperatura; o en otros trminos,

es el calor que debe suministrarse a la unidad de masa de una sustancia dada

para elevar su temperatura un grado.

As, denominamos m a la masa del sistema, cuya capacidad calorfica media es

Donde c es el calor especfico medio, para el intervalo de temperatura T. El calor

especfico es una propiedad intensiva, o sea independiente de la masa del

sistema. Como su valor depende le la temperatura, lo mismo que la capacidad

calorfica, para definirlo a una cierta temperatura debemos disminuir todo lo

posible el intervalo T haciendo tender las temperaturas al valor adoptado; o sea

Donde c es el calor especfico verdadero a una temperatura T.

Unidades

Cuando la masa se expresa en gr, el calor especfico correspondiente a la

capacidad calorfica de 1 gr del sistema, siendo sus unidades: cal. gr 1. grado1;

pudiendo expresarse tambin, evidentemente: Kcal. Kgr1. grado1.

Cuando la masa se expresa en moles, es decir, en el nmero de pesos

moleculares gr del sistema, el calor especfico corresponde a la capacidad

2

calorfica de 1 mol, de sistema y se lo denomina: capacidad calorfica molar,

calor molar o directamente calor especfico molar.

Sus unidades sern: cal. mol1. grado1

Cuando la masa se expresa en tomos-gramo, la capacidad calorfica de 1 tomo-

gramo se denomina calor atmico y se expresa en cal . at . gr1 . grado1.

Calor especfico del agua

Como ya dijimos, el calor especfico del agua vara con la temperatura.

En la figura se ha representado la variacin del calor especfico del agua entre las

temperaturas de 0 y 100 C, manteniendo la presin constante de 1 atmsfera.

Se puede observar que el valor es 1 en las proximidades de 15 C, debido a las

forma escogida para definir la unidad de calor.

Aun cuando no sea posible determinar el contenido total de energa calorfica de

un cuerpo, puede medirse la cantidad que se toma o se cede al ponerlo en

contacto con otro a diferente temperatura. Esta cantidad de energa en trnsito de

los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura es precisamente lo

que se entiende en fsica por calor.

La ecuacin calorimtrica

La experiencia pone de manifiesto que la cantidad de calor tomada (o cedida) por

un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminucin)

3

de temperatura que experimenta. La expresin matemtica de esta relacin es la

ecuacin calorimtrica.

Q = c m (Tf - Ti) (1)

Donde Q representa el calor cedido o absorbido, m la masa del cuerpo y Tf y Ti las

temperaturas final e inicial respectivamente. Q ser positivo si la temperatura final

es mayor que la inicial (Tf > Ti) y negativo en el caso contrario (Tf < Ti). La letra c

representa la constante de proporcionalidad correspondiente y su valor es

caracterstico del tipo de sustancia que constituye el cuerpo en cuestin. Dicha

constante se denomina calor especfico. Su significado puede deducirse de la

ecuacin (1). Si se despeja c, de ella resulta:

2. MATERIALES Y REACTIVOS Materiales

Probeta 50 ml.

Beaker 100ml

calormetro

estufa

balanza

Termmetro

Balanza

Esptula

agitador Reactivos

sal

azcar

agua

jugo comercial

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Determinacin la capacidad calrica (C) del calormetro

a. Agregar 100 ml de agua fra T 5 C y tapar b. Esperar que la temperatura se estabilice y registrarla ( T1) c. Agregar 100 ml de agua a T 35 C ( T2 ), tapar y agitar d. Esperar que la temperatura se estabilice y registrarla ( T3 )

4

(m *Cp* T) agua fra + ( C T ) calormetro = ( m Cp T ) agua caliente

m Cp (T3-T1) agua fra + C calormetro (T3-T1) = m Cp (T2-T3) agua caliente

El Cp del agua se lee a la temperatura media del intervalo T.

3.2 Determinar el Cp de un jugo

Proceder como en el numeral anterior remplazando el agua caliente por el jugo a

32c,

Pesando la cantidad de jugo.

3.3 Determinacin del Cp de una solucin de azcar al 15 por ciento en peso.

Prepare 100 ml de una solucin de azcar al 15% en peso y repita el

procedimiento 1.2.2

3.4 Determinacin del Cp de una salmuera al 30% en peso.

Prepare una salmuera al 25% en peso y repita el procedimiento 1.2.2

4. RESULTADOS Ubique los resultados en la tabla mostrada a continuacin.

Tabla 1. Datos para la determinacin del experimento.

Sustancia T1 T2 T3 m Cp

Calormetro

Agua caliente

Agua fra

Jugo

Solucin azucarada

Salmuera

5. CLCULOS Compare los resultados con los datos tericos y determine el error, explicando sus posibles causas.