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PRACTICA No: 4 “CALORIMETRÍA” - Determinar la constante de un calorímetro por el método de mezclas y aplicar el concepto de calor específico, para una sustancia liquida



UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN





ALUMNO:




PRACTICA No: 4 “CALORIMETRÍA”





NO. DE CUENTA:




FECHA DE ENTREGA: 13-oct-2009









OBJETIVO

až¢ Determinar la constante de un calorímetro por el método de mezclas y aplicar el concepto de calor específico, para una sustancia liquida.

ACTIVIDADES

Determinar la constante de un calorímetro mezclando agua caliente y agua fría.


Calcular el calor específico del agua, proporcionando calor al agua de un calorímetro por medio de una resistencia.



MATERIAL
a– 1 Parrilla eléctrica
a– 1 Cronometro
a– 1 Calorímetro
a– 2 Termómetros
a– 1 Resistencia eléctrica de inmersión
a– 2 Vaso de precipitado de 400 ml
a– 1 Balanza granataria
a– 1 Milímetro
a– 1 Pesa de 1kg
a– 1 Pesa de ½ kg
a– 1 Guante de asbesto
a– 1 Agitador de vidrio
a– 1 Probeta graduada


DESARROLLO:

ACTIVIDAD I:
CONSTANTE DE UN CALORÍMETRO
1. Calibrar la balanza
2.
Medir la masa del calorímetro. Anotar su valor en la tabla 4.1 A
3. Con la probeta medir 200 ml de agua fría, vaciarlos en el calorímetro.
4. Medir la masa del agua fría. (resta la masa del calorímetro con la masa del agua). Anotar su valor en la tabla 4.1 A
5. Con el termómetro medir la temperatura del aguahasta que esta se estabilice. Anotar su valor en la tabla 4.1 A (considerar esta como la temperatura T1)
6. Con la probeta medir 200 ml de agua, vacíelos en el vaso de precipitado de 400ml y medir la masa del agua, misma que seria la del agua caliente. Anotar su valor en la tabla 4.1 A
7. Colocar el vaso sobre la parrilla
8.
Conectar la parrilla a la toma de corriente
9.
Introducir el termómetro en el vaso, procurando que este no toque el fondo, espere a que el agua alcance una temperatura de 40 °C
10. Con el guante de asbesto puesto, retirar el vaso de la parrilla y colocarlo sobre la zona de trabajo de la mesa
11. Esperar a que la temperatura del vaso se estabilice, esta será considerada como la temperatura dos (T2). Anotar su valor en la tabla 4.1 A
12. Verter el agua del vaso en el calorímetro, mezclar con el agitador de vidrio y esperar a que la temperatura se estabilice. Considerar como la temperatura tres (T3). Anotar el valor en la tabla 4.1 A
13. Por medio del siguiente análisis, determinar la constante del calorímetro (kcalorimetro). Anexa la memoria de cálculos en el reporte y coloca los resultados que se pide en la tabla 4.1 B y 4.1 B-BIS

ACTIVIDAD II
CALOR ESPECÍFICO DE UN LÍQUIDO
1. Calibrar la balanza
2.
Medir la masa del calorímetro vacio. Anotar el valor en la tabla 4.2 A
3. Suministrar en el calorímetro 800 ml de agua para que se cubra por completo la resistencia de inmersión.
4. Medir la masa del agua (resta la masa del calorímetro con la masa del agua). Anotar su valor en la tabla 4.2 A
5. Con el termómetro medir la temperatura inicial del agua.Anotar su valor en la tabla 4.2 A
6. Medir el valor de la resistencia de inmersión. Anotar su valor en la tabla 4.2 A
7. Medir el valor de voltaje de línea. Anotar su valor en la tabla 4.2 A
8. Sin retirar el termómetro, sumergir la resistencia completamente dentro del calorímetro. Ver figura 4.1 A
[pic
Figura 4.1 A

9. Tomar el tiempo con el cronometro en el momento de conectar la resistencia

10. Interrumpir el cronometro cuando la temperatura del agua haya alcanzado los 80 °C. Anotar su valor en la tabla 4.2 A

11. Para determinar el calor específico del agua a presión constante, utilizar el método de suministro de energía eléctrica, que dice: “Por medio de una resistencia se elevara la temperatura a una cantidad de agua en función del trabajo eléctrico realizado”, es decir:



TABLAS DE LECTURAS

TABLA 4.1A

|CONCEPTO |SÍMBOLO |UNIDAD |LECTURA |
|Masa del calorímetro |Mcal |gr |89.8 |
|Masa del calorímetro con agua |mcal-agua |gr |285.9 |
|Masa del agua fría |magua-fria |gr |196.1 |
|Temperatura inicial del agua fría |Tiagua |°C |26 |
|Temperatura inicial del agua caliente |T2agua |°C |40 |
|Temperatura de equilibrio |T3agua |°C |33.5 ||Masa del agua caliente |magua-caliente |gr |195.9 |


TABLA 4.2A

|CONCEPTO |SÍMBOLO |UNIDAD |LECTURA |
|Masa del calorímetro |Mcal |gr |89.8 |
|Masa del calorímetro con agua |mcal-agua |gr |882.3 |
|Masa del agua |Magua |gr |792.5 |
|Temperatura inicial del agua |Tiagua |°C |28 |
|Tiempo de suministro de energía al agua |T |seg |302 |
|Temperatura de equilibrio |Tfagua |°C |80 |
|Voltaje |V |v |125 |


TABLA 4.1B

|CONCEPTO |UNIDADES |
JOULES (J) |ERGIO |BTU |CAL |
|Qcedido por el agua caliente |5330.05 |5.33*10¹a° |5.05 |1273.35 |
|Qganado por el agua fría |6156.34 |6.1563*10¹a° |5.83 |1470.75 |
|Qganado por el agua calorímetro |826.41 |8.260*10¹a°|0.78 |197.43 |


TABLA 4.1B- BIS

|CONCEPTO |UNIDADES |
J/°C |ERGIO/°C |BTU/°F |CAL/°C |
|K calorímetro |110.18 |1.018*10a¹ |0.187 |-26.324 |




TABLA 4.2B

|CONCEPTO |SÍMBOLO |UNIDADES |RESULTADOS |
|Trabajo eléctrico |W |J |162.15 |
|Voltaje |V |volts |125 |
|Calor cedido por la resistencia |Qcedido por la |Cal |38739.15 |
resistencia |


TABLA 4.2B-BIS

|CONCEPTO |SIMBOLO |UNIDADES |
|calor especifico del agua real |Ceagua real |KJ/Kg °K |Kcal/Kg °C |BTU/Lb °F |
|3.7971 |0.903 |90.69*10³ |
|calor especifico del agua ideal |Ceagua-ideal |0.692 |0.1498 |14.809*10³ |







CONCLUSIONES:

En esta practica aprendimos que cuando se vierteel agua caliente y el agua fría de inmediato se obtiene el calor especifico. Además que aprendimos mas acerca de la calorimetría.





CUESTIONARIO FINAL

1.
sPor qué los calores específicos del agua son diferentes?

R= Por que existe una pérdida de energía por parte del calorímetro.

2. sCómo se determina la constante de calorímetro?

R= se resta el calor cedido del agua caliente menos el calor ganado del agua fría esto entre la temperatura final del agua menos la temperatura inicial del agua.

3. Un bloque de madera y uno de metal están a la misma temperatura, cuando los bloques se sienten fríos, el metal se siente más frió que la madera, cuando los bloques se sienten calientes, el metal se siente más caliente que la madera. Dar una explicación del por qué. sA qué temperatura se sentirán los bloque igualmente fríos o calientes?

R= esto se debe a que la conductividad térmica de la madera es menor a la de un metal cualquiera. Es decir que la madera no conduce tan bien el calor como lo hace un metal-

4. sPor qué es importante proteger las tuberías de agua para que no se congelen?

R= debido a que el calor especifico del agua es mayor al de el metal de la tubería este al enfriar también desciende la temperatura del metal y esta tiende a romperse.

5. Si el calor específico del agua fuera menor squé probabilidades existirían de que los lagos se congelasen en invierno?

R= existirían menores posibilidades de que esto ocurriera ya que el agua se calentaría con mayor facilidad.

6. En los viejos tiempos era común llevarse objetos calientes a la cama en las noches frías de invierno. sCuál de estos objetossería más eficaz: un bloque de hierro de 10Kg o una botella con 10Kg de agua caliente a la misma temperatura Explicar.

R= el bloque de hierro ya que el calor especifico del agua es mayor por lo cual requiere menor energía para poder llegar a la temperatura deseada.

7. sQué significa afirmar que un material tiene una capacidad calorífica grande o pequeña?

R= significa que estos materiales se calientan a una dicha temperatura con mayor o menor energía suministrada por esto su calor especifico es mayor se necesita mayor energía para llegar a esta temperatura y menor si requiere menos energía para llegar a la misma temperatura.

8. sPor qué es incorrecto decir, la materia contiene calor?

R= La materia en sí no contiene calor, lo que contiene es energía. El calor representa la energía transferida de un cuerpo con mayor temperatura a otro con menor temperatura. Concluida la transferencia, la energía deja de ser calor y pasa a ser energía interna.

9. sA qué temperatura alcanza el agua su máxima densidad?

R= 3 sC (casi 4 sC) en que alcanza su máxima contracción (máxima densidad), ya que al continuar enfriando, vuelve a dilatar su volumen (disminuye su densidad) hasta que se solidifica.

10. sQué es equivalente de calor y cuál es su equivalencia?

R= En el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.
Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen pequeño de agua.


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