Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Ingeniería

Laboratorio de Termodinámica

Práctica 4 Capacidad térmica específica de metales

Nombres:

Brigada: 2

Grupo: 4

Fecha de realización: 5 de septiembre de 2016

Objetivo

Identificar algunos metales de trabajo. Determinar cualitativamente el valor de la capacidad térmica específica de

algunos metales con base en la cantidad de parafina que funden.

IntroducciónLa capacidad térmica específica de una sustancia puede cuantificarse adecuadamente calentándola a una cierta temperatura, situándolo en una cantidad de agua, de masa y temperatura conocidas, y midiendo su temperatura cuando llegue al equilibrio térmico. La temperatura de un sistema generalmente aumenta cuando se le suministra energía en forma de calor. La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un sistema es proporcional a la variación de temperatura y a la masa de la sustancia cuando no hay cambio de fase en la sustancia.

En esta práctica calentaremos agua con unos cilíndricos metálicos sumergidos. Con esto, al llegar casi al punto de ebullición del agua, extraemos los metales y colocaremos en un molde de parafina para medir la deformación que provocó cada uno de ellos al derretir la parafina por la transferencia de calor del metal hacia ella. Por medio de la densidad experimental obtenida podemos deducir comparando con densidades establecidas en tablas, de que metal estamos utilizando y así observar su capacidad térmica específica.

Desarrollo Experimental

1. Poner agua en el recipiente metálico y calentar éste en la parrilla al máximo nivel de calentamiento.

2. Medir cinco veces mínimo la masa y las dimensiones de cada metal de trabajo (no golpear los metales).

3. Colocar los metales en el soporte para metales y sumergirlos completamente en el agua sin que toquen el recipiente.

4. Esperar a que el agua hierva y mantener los metales sumergidos durante dos minutos.

5. Con cuidado sacar uno a uno los metales con las pinzas para tubo de ensayo y colocarlos inmediatamente sobre el trozo de parafina.

6. Cuando los metales se hayan enfriado, quitarlos del trozo de parafina y lavarlos con agua caliente.

7. Medir las dimensiones de la huella dejada en la parafina por cada metal.

Resultados

  Masa (g) D (cm) d(cm) H (cm) V (cm^3) Pexperimental

(g/cm^3)Cilindro 1 14.7 1.4 0.24 0.97 1.45 10.13Cilindro 2 15.2 1.4 0.18 1.3 1.468 7.72Cilindro 3 15.2 1.4 0.2 3.685 556 2.733

Tabla Características y dimensiones de las muestra metálicasDensidad [g/cm3] material C [cal/g°C]

Cilindro 1 11.3 plomo 0.03105Cilindro 2 7.87 hierro 0.10748Cilindro 3 2.7 aluminio 0.21018

Medición Diámetro [cm] Profundidad [cm] Volumen [cm3]

1 1.38 0.48 0.7182 1.34 0.38 0.5363 1.39 0.11 0.167

Conclusión

Con base en la tabla de resultados, observamos que el plomo tiene la capacidad térmica específica más baja respecto a los otros metales, es decir, su temperatura se elevó más con el calor que le transfería el agua. Entonces almacenó más calor y fue transferido a la parafina, con esto deformó una mayor proporción del hidrocarburo. El

metal con mayor capacidad térmica específica que fue el aluminio deformó el menor volumen.

Referencias http://iesbinef.educa.aragon.es/fiqui/eso3/densidad/tabla.htm http://www.valvias.com/prontuario-propiedades-materiales-calor-especifico.php Wark, Kennet, Termodinámica. Sexta Edición, 2001 España. Mc Graw Hill. Cengel, Y. A.; Boles, M.A.: Termodinámica. Octava Edición, 2015, México. Mc

Graw-Hill. Tipler, Paul A. Física Para la Ciencia y Tecnología, Cuarta Edición, 2001

España. Reverté. Serway, Jewett. Física para ciencias e ingeniería, Novena Edición, 2015.

México.