Calor Especifico El calor específico es una propiedad termodinámica fundamental de las sus, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

¡Descarga Calor Especifico El calor específico es una propiedad termodinámica fundamental de las sus y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity! CALOR ESPECÍFICO Daniel Ospina Cortes Julian Andres Leon Pedreros Samantha Nicoll Tegua Silva RESUMEN: Para esta práctica de laboratorio, se usó un calorímetro, termómetro, una fuente térmica, recipientes en donde se calienta el agua y diferentes cuerpos sólidos de distintos materiales. Primero se pesó cada material respectivamente, después se procedió a calentar el agua, y con ayuda del calorímetro se debió encontrar la temperatura de equilibrio correspondiente a cada cuerpo. 1 INTRODUCCIÓN Calor específico: El calor específico es una propiedad física que describe la cantidad de calor que un material puede almacenar por unidad de masa cuando se eleva su temperatura en un grado Celsius o Kelvin. En otras palabras, es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado Celsius o Kelvin. Cada sustancia tiene su propio calor específico, lo que significa que diferentes materiales requieren cantidades diferentes de calor para alcanzar el mismo cambio de temperatura. Esta propiedad es importante en diversos campos, como la física, la química, la ingeniería y la meteorología, ya que afecta varios procesos térmicos y de transferencia de calor. 1[ ] Para determinar el calor específico de un objeto utilizando el teorema de conservación de la energía, se puede realizar un experimento en un calorímetro, donde se mide la masa del objeto y se registra su temperatura inicial, luego, se introduce en el calorímetro y se aplica una cantidad conocida de calor. Se registra la temperatura final del sistema. Utilizando la ecuación , donde Q es la𝑄 = 𝑚𝑐∆𝑇 cantidad de calor transferido, m es la masa de la sustancia, c es el calor específico y ΔT es el cambio de temperatura, se puede despejar el valor del calor específico de la sustancia. [1] Para nuestra práctica, la ecuación que usaremos para determinar el calor específico es la siguiente: , donde ma es la masa del agua, ca𝐶𝑜 = −𝑚𝑎*𝑐𝑎∆𝑇𝑎 𝑚𝑜∆𝑇𝑜 es el calor específico del agua, es la diferencia∆𝑇𝑎 de temperatura del agua, mo es la masa del objeto medido y Es la diferencia de temperatura del∆𝑇𝑜 objeto que estemos midiendo. Transferencia de calor: La transferencia de calor es el proceso físico por el cual la energía térmica se transfiere de un objeto o sustancia a otro debido a una diferencia de temperatura entre ellos. Este proceso puede ocurrir de tres maneras principales:Conducción que es el proceso mediante el cual el calor se transfiere a través de un material debido a la interacción entre las partículas de este material, Convección que se produce cuando el calor se transfiere entre un sólido y un fluido (líquido o gas) en movimiento. y Radiación que es el proceso por el cual el calor se transfiere a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas, como la luz infrarroja. Estos tres procesos de transferencia de calor son fundamentales para comprender y analizar una amplia gama de fenómenos naturales y tecnológicos, desde el funcionamiento de los sistemas de calefacción y refrigeración hasta los procesos de formación de nubes y la distribución del calor en el planeta. 2[ ] Diferencia entre calor y temperatura: Se debe tener en cuenta la diferencia que hay entre el calor, y la temperatura, donde la temperatura es una medida de la energía térmica contenida en un objeto o sistema. Se relaciona con el promedio de energía cinética de las partículas en ese objeto. La temperatura se mide en grados Celsius (°C) o Kelvin (K) y puede determinarse mediante termómetros u otros dispositivos de medición, mientras que el calor es la transferencia de energía térmica de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura. [3] 2 Montaje experimental: En está práctica se realizó un experimento el que consiste en verter agua en un recipiente, el cual se pone a hervir y posteriormente se introducen los objetos para analizar, en este caso se utilizaron dos objetos geométricos de diferente material uno de zinc y el otro de lantano, los cuales se pesaron individualmente con anterioridad, una vez el agua esté en su punto de ebullición se mide la temperatura del agua, y luego de un tiempo los objetos se transfieren al calorímetro uno a uno y así mismo se toman los datos, se agita por unos segundos y se mide la temperatura inicial del agua que se encuentra en el interior del calorímetro Imagen 1: Materiales de la práctica, donde podemos encontrar un calorímetro, estufa con su recipiente, los objetos geométricos, termómetro 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para la obtención del calor específico de diferentes objetos utilizamos la fórmula para obtener la cantidad de calor, de la cual despejamos el valor del calor específico del objetos A y B.. reemplazando en la fórmula para obtener el valor específico obtenemos el resultado de: 𝐶 𝑜𝐴 = −0.10366𝐾𝑔 * 4186 𝐽 𝐾𝑔 𝐾 (293.15−354.0 0.0792𝐾𝑔 * (293.15−354.05) 𝐶 𝑜𝐴 = − 5. 48 𝑥 103/°𝑘 Ahora realizamos de nuevo el cálculo para el segundo objeto: 𝐶 𝑜𝐵 = −0.10366𝑔 * 4186(296.15−345.15) 0.19578* (296,15−345.15) 𝐶 𝑜𝐵 = − 2. 22 𝑥 103/°𝐾 Ahora realizamos la comparación de los valores obtenidos con los valores teóricos del calor específico para cada objeto. 𝐶 𝐴 = 0. 896 𝑥 103 /°𝐾 𝐶 𝑏 = 0. 380 𝑥 103 /°𝐾 Estos resultados nos muestran una variación evidente entre los dos valores del calor específico, el objeto “A” es un cilindro hecho principalmente en aluminio el cual presenta una ligera variación comparado con su valor teórico, este puede ser generado por la interacción del cilindro en múltiples experimentos así como el tiempo que ha sido manipulado, llegando a variar las propiedades fisicoquímicas del material; EL segundo objeto es una aleación del latón cuyo calor específico fue más complicado de encontrar, el resultado obtenido llega a variar un poco debido a que no es latón puro, se podría obtener un valor más acercado sabiendo de qué materiales está compuesto el objeto “B”. 4 CONCLUSIONES -Apoyándonos en los resultados obtenidos, logramos obtener el calor especifico para dos objetos diferentes, un compuesto de aluminio y otro de latón, los cuales presentaron pequeñas incertidumbres plasmadas en la comparación con los valores teóricos encontrados en internet, se comprobó que cuando un objeto a altas temperaturas es sumergido en un líquido a una temperatura diferente estos buscarán llegar a una temperatura de equilibrio donde ambos cuerpos se encuentran a la misma temperatura. -Se concluye que el calor específico depende de la densidad del material, ya que esta tiene una relación inversamente proporcional con el calor específico de el material. 5 REFERENCIAS 1. E. C. Leskow. “Calor Especà fico - Concepto, unidades, fórmulas y ejemplos”. Concepto. [En línea]. Disponible: https://concepto.de/calor-especifico/ 2. “TRANSFERENCIA DE CALOR”. Universidad Nacional Experimental del Táchira. [En línea]. Disponible: http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-165. htm 3. SEARS, Zemansky, Young. Física universitaria,