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Calorímetro: Medición de la Capacidad Calorífica de Sólidos, Monografías, Ensayos de Física Clásica

Una experiencia de laboratorio en la que se utiliza un calorímetro para medir la capacidad calorífica de sólidos sumergidos en agua. El objetivo es aprender sobre los conceptos básicos del calor específico de sólidos, la calorimetría y cómo calcular la masa equivalente del calorímetro y las capacidades caloríficas de los sólidos. El documento incluye instrucciones para el montaje y funcionamiento del experimento, ecuaciones para resolver y analizar los resultados obtenidos.

Tipo: Monografías, Ensayos

2022/2023

Subido el 28/02/2024

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aly-zambrano-1 🇨🇴

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¡Descarga Calorímetro: Medición de la Capacidad Calorífica de Sólidos y más Monografías, Ensayos en PDF de Física Clásica solo en Docsity! EXPERIENCIA 5 Informe 8 CALOR ESPECÍFICO DE LOS SÓLIDOS Presentado por: Miguel José Camargo Martínez – T00067554 Jorge David Rhenals Garces – T00062120 Jesús Manuel Carrillo Mora – T00062037 Aliveette Zambrano Mercado –T00067935 Melissa Zambrano Mercado – T00062319 Profesor: Duban Paternina Verona Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Tecnológica de Bolívar Cartagena de Indias 27/11/2023 Introducción La capacidad calorífica es una propiedad de las sustancias que indica la cantidad de energía térmica que se necesita para aumentar su temperatura. Es una propiedad importante en muchos aspectos de la vida cotidiana, como el clima, la construcción y la industria alimentaria. En el clima, el agua de los océanos tiene una alta capacidad calorífica. Esto significa que requiere mucha energía térmica para aumentar su temperatura. Esta propiedad ayuda a regular el clima del planeta, ya que el agua absorbe el exceso de calor en los veranos y lo libera en los inviernos. La capacidad calorífica también es importante en la construcción. Los materiales con alta capacidad calorífica, como la madera, ayudan a conservar el calor en los inviernos y el frío en los veranos. Esto puede ayudar a reducir los costos de calefacción y refrigeración. En la industria alimentaria, la capacidad calorífica se utiliza para controlar la temperatura de los alimentos. Por ejemplo, los alimentos con alta capacidad calorífica, como la carne, requieren más tiempo para cocinarse que los alimentos con baja capacidad, como las verduras. El objetivo de la experiencia es medir la capacidad calorífica de un sólido sumergido en agua. Para ello, se utiliza un calorímetro, que es un dispositivo que mide la transferencia de calor. Objetivo general • Medir la cantidad de calor que se necesita para aumentar la temperatura de un sólido. Objetivos específicos • Aprender sobre los conceptos básicos del calor específico de sólidos, como la temperatura, el calor, el equilibrio térmico y la calorimetría. • Calcular la masa equivalente del calorímetro, que es la masa de agua que se necesita para que el calorímetro no absorba o libere calor durante la experimentación. • Calcular las capacidades caloríficas de los sólidos, que es la cantidad de calor que se necesita para aumentar la temperatura de un gramo de un sólido en un grado Celsius. • Comparar los valores obtenidos de las capacidades caloríficas para verificar la precisión de los cálculos realizados. Marco teórico La percepción de calor o frío al entrar en contacto con una sustancia está condicionada por su temperatura, su capacidad de conducción térmica y otros elementos. La temperatura se describe como una magnitud escalar que cuantifica 5. Conectar el generador de vapor a la red eléctrica y caliente durante aproximadamente 20-25 minutos para que se genere vapor en el dispositivo de calefacción. Análisis: Ecuación a encontrar teniendo las ecuaciones (2),(3) y (4) 𝐶1 = 𝐶2 𝑚2(𝑇𝑀−𝑇2) 𝑚1(𝑇1−𝑇𝑀) (5) Donde: TM: temperatura de equilibrio. T1: la temperatura de la sustancia. T2: la temperatura del agua. m1: la masa de la sustancia. m2: la masa del agua. C1: el calor especifico de la sustancia. C2: el calor especifico del agua. Sabiendo que la suma del calor absorbido por el agua y el calor cedido por la sustancia es igual a 0 tendremos la siguiente igualdad. Donde Q1 es el calor absorbido por el agua y Q2 es el calor cedido por la sustancia. Y respectivamente Q1 yQ2 son iguales a: Reemplazamos (2) y (3) en (1): Resolviendo para c1: 𝑪𝟏 = 𝑪𝟐 𝒎𝟐(𝑻𝑴−𝑻𝟐) 𝒎𝟏(𝑻𝟏−𝑻𝑴) 2. Desarrolle los cálculos para llegar a la ecuación (8) a partir de las ecuaciones (2), (4) y (7). 1 = 𝐶2 (𝑚2+𝑚𝑘)(𝑇𝑀−𝑇2) 𝑚1(𝑇1−𝑇𝑀) (8) Donde: TM: temperatura de equilibrio. T1: la temperatura de la sustancia. T2: la temperatura del agua. m1: la masa de la sustancia. m2: la masa del agua. C1: el calor especifico de la sustancia. C2: el calor especifico del agua. Sabiendo que la suma del calor absorbido por el agua y el calor cedido por la sustancia es igual a 0 tendremos la siguiente igualdad: Donde Q1 es el calor absorbido por el agua y Q2 es el calor cedido por la sustancia. Y respectivamente Q1 y Q2 son iguales a: (2) (7) Reemplazamos (2) y (7) en (4): 𝑐 1𝑚1 (𝑇1 − 𝑇𝑀) + 𝑐 2 (𝑚2 + 𝑚𝑘)(𝑇𝑀 − 𝑇2 ) = 0 Resolviendo para C1: 𝑪1 = 𝐶2 (𝑚2 + 𝑚𝑘)(𝑇𝑀 − 𝑇2) 𝑚1(𝑇1 − 𝑇𝑀) 3. Determine la masa equivalente del calorímetro usando la ecuación (10). 𝑚𝑘 = 𝑚(𝑇 − 𝑇𝑒) 𝑇𝑒 − 𝑇0 − 𝑀 Donde: mk: Es la masa equivalente del calorímetro. m: Masa del agua en el calorímetro. M: Masa de agua vertida al calorímetro. T: Temperatura del agua después de ser calentada. T0: Temperatura inicial o ambiente a la que se encuentra el agua en el calorímetro. Te: Temperatura equivalente después de verter el agua caliente en la que está a temperatura ambiente. Teniendo los siguientes datos: M= 50g, m= 100g, T=96°C, Te=59°C, T0=23°C 𝑚𝑘 = 100𝑔(96°𝐶 − 59°𝐶) 59°𝐶 − 23°𝐶 − 50𝑔 mk = 52,78 g 4. Determine el calor especifico de los bloques solidos del simulador usando la ecuación (5).