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.