CALOR ESPECIFICO DE UN CALORIMETRO, Monografías, Ensayos de Física

¡Descarga CALOR ESPECIFICO DE UN CALORIMETRO y más Monografías, Ensayos en PDF de Física solo en Docsity! CALOR ESPECÍFICO DE UN CALORÍMETRO RESUMEN El objetivo de esta práctica de laboratorio fue hallar el valor del calor específico de un calorímetro, este se calculó por medio de la formula Qagua caliente=Qaguafria+Qcalorímetroy fue igual a 11054 J/kg.K. INTRODUCCIÓN “Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”. El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. [1] Si metemos una cuchara fría en una taza con café caliente, la cuchara se calienta y el café se enfría para establecer el equilibrio térmico. La interacción que causa estos cambios de temperatura es básicamente una transferencia de energía de una sustancia a otra. La transferencia de energía que se da exclusivamente por una diferencia de temperatura se denomina flujo de calor o transferencia de calor, en tanto que la energía así transferida se llama calor. [2] Durante los siglos XVIII y XIX, se fue entendiendo poco a poco la relación entre el calor y las otras formas de energía. Sir James Joule (1818-1889) estudió cómo puede calentarse el agua por agitamiento vigoroso con una rueda de paletas (figura 1a), la cual agrega energía al agua realizando un trabajo sobre ella, Joule observó que el aumento de temperatura es directamente proporcional a la cantidad de trabajo realizado. Es posible lograr el mismo cambio de temperatura poniendo el agua en contacto con un cuerpo más caliente (figura 17.15b); por lo tanto, esta interacción también debe implicar un intercambio de energía. [2] Figura 1. Cuando se agrega energía a un sistema y no hay cambio en la energía cinética o potencial del sistema, la temperatura del sistema por lo general se eleva. Si el sistema está formado por una muestra de una sustancia, encontramos que la cantidad de energía necesaria para elevar en cierta cantidad la temperatura de una masa dada de la sustancia varía de una sustancia en otra. [3] Usamos el símbolo Q para cantidad de calor. Cuando el calor está asociado a un cambio de temperatura infinitesimal dT, lo llamamos dQ. Se observa que la cantidad de calor Q necesaria para elevar la temperatura de una masa m de cierto material de T1 a T2 es aproximadamente proporcional al cambio de temperatura ∆T = T2 - T1 y a la masa m del material. Si calentamos agua para hacer té, necesitamos el doble de calor para dos tazas que para una, si el intervalo de temperatura es el mismo. La cantidad de calor requerida también depende de la naturaleza del material; se requieren 4190 J de calor para elevar la temperatura de 1 kilogramo de agua 1 °C, pero sólo 910 J para elevar en 1 °C la temperatura de 1 kilogramo de aluminio. [2] El calor específico es en esencia una medida de lo térmicamente insensible que es una sustancia a la suma de energía. Cuanto mayor es el calor específico de un material, más energía debe generarse a una masa dada del material para causar un cambio particular de temperatura. [3] MATERIALES  Cronómetro  Balanza  Vaso de poliestireno expandido de 1.1 g Calor del calorímetro: Qcalorímetro=ccalorímetrom∆T Qcalorímetro=ccalorímetro0.0252kg (314 K−300K ) Calor específico del calorímetro: Qagua caliente=Qaguafria+Qcalorímetro 14049 J=10149 J +ccalorímetro0.0252kg (314K−300K ) 3900 J 0.0252kg×14K =ccalorímetro 11054 J /kg . K=ccalorímetro ANALISIS DE RESULTADOS En la práctica de laboratorio se tuvo como objetivo determinar el valor del calor específico de un calorímetro, para ello se realizó la medición de la temperatura del agua en un lapso de tiempo, el valor calculado del calor específico fue de 11054 J/kg.K, un valor muy alto, este resultado puede atribuirse primero a que para realizar los cálculos se asume una igualdad térmica en la que el sistema no estaba, debido a que la pérdida de temperatura del agua debería ser igual a la temperatura ganada por el calorímetro, por lo que se podría decir que la temperatura de equilibrio se alcanzó rápidamente porque al parecer el vaso del calorímetro era metálico y los metales son los cuerpos que mayor conductividad térmica poseen, otra causa a la que se podría otorgar este resultado es que tal vez las temperaturas hayan sido mal tomadas y que el bulbo del termómetro no estuviera por fuera del líquido y otra causa es que las masas de agua que se pesaron fueron muy distintas y en el caso de la masa de agua fría se asume que el proceso térmico que sufrió esta fue en un solo procedimiento y el agua se sometió a un calentamiento y después el agua caliente fue la que se llevó al calorímetro, por lo que es extraño que se incluya el calor del agua en la ecuación para determinar el calor específico del calorímetro. CONCLUSIONES  Se pudo comprender que se dificulta encontrar un valor acertado del calor específico de un calorímetro cuando no existe un equilibrio térmico dentro del mismo.  Se aprendió a analizar de manera conceptual y critica el comportamiento de un sistema termodinámico como la del calor emitido por el agua hacia el calorímetro BIBLIOGRAFIA [1] Anónimo. Leyes de la termodinámica - Ley Cero. [En línea] http://fluidos.eia.edu.co/fluidos/principios/termodinamica0.html. Revisado el 16 de mayo de 2013. [2] Sears – Zemansky. Física universitaria. Volumen 1. Decimosegunda edición. PEARSON EDUCACION. México 2009. Páginas 572, 582 y 583. [3] Raymond A. Serway. Fisica para Ciencias e Ingenierias. Volumen 1. Sexta edición. Thomson. México 2004. Páginas 607 y 608.