CAPACIDAD CALORIFICA DE LÍQUIDOS

CAPACIDAD CALORIFICA DE LÍQUIDOS 1. OBJETIVO. Calcular la capacidad calorífica de líquidos. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO. 

Dos líquidos pueden en un momento dado tener la misma temperatura y sin embargo haber recibido cantidades diferentes de calor ya sea porque absorben calor en diferentes proporciones, por su naturaleza molecular o porque hay diferentes cantidades del mismo líquido. La cantidad de calor que recibe un líquido es directamente proporcional al tiempo que permanece en contacto con la fuente de calor. La Capacidad Calorífica de un cuerpo es la razón de la cantidad de calor que se le cede a dicho cuerpo en una transformación cualquiera con la correspondiente variación de temperatura. La Capacidad Calorífica depende de la masa del cuerpo, de su composición química, de su estado termodinámico y del tipo de transformación durante la cual se le cede el calor. Cuando un sistema con una masa m1, se pone en contacto con un sistema con una masa m2, donde m1> m2, que está a diferente temperatura, fluye calor entre ellos hasta alcanzar una temperatura de equilibrio próxima a la del sistema de masa mayor; se dice entonces que una cantidad de calor

ΔQ  se

transfiere desde el sistema de mayor

temperatura al sistema de menor temperatura: La cantidad de calor ΔQ transferida es proporcional al cambio de temperatura ΔT. La constante de proporcionalidad C, se denomina capacidad calorífica del sistema. Así pues, ΔQ = C·ΔT. Entonces, la capacidad calorífica de un material es la razón: ΔQ  C  ═  -------

ΔT

Donde ΔQ es el calor cedido al material para elevar su temperatura en: ΔT = Tf – T1. La ecuación no depende de la masa del material con la que se trabaje. Definimos el calor específico específico de un material como: la capacidad calorífica por unidad de masa del material: ΔQ  Ce  ═  ---------

m·ΔT El calorímetro.

Un calorímetro es un aparato usado para medir la cantidad de calor que ha sido transferida en un proceso determinado. Su diseño varía desde aparatos básicos a muy elaborados. Básicamente, para la construcción de un calorímetro se necesitan tres cosas: 1. Un recipiente de un material conocido que absorba calor eficientemente. 2. Un medidor de temperatura (termómetro)

3. Un material para aislar térmicamente el recipiente de su entorno (atmosfera ambiente) y así evitar intercambio de calor. Calorímetros bien adaptados incluyen agitadores para asegurar temperatura constante en todo el sistema, termómetros de alta precisión ( 0.1°), material aislante térmico altamente efectivo y un contenedor. En esta práctica usaremos equipo sencillo que conlleva a un margen de error en los experimentos, pero que servirá para ilustrar los principios de calorimetría involucrados. Para iniciar una medida calorimétrica, es necesario calibrar el calorímetro, es decir, Determinar exactamente la cantidad de calor adicionado que provoca un determinado aumento de su temperatura. Para determinar la capacidad calorífica utilizaremos el agua como medio a estudiar debido a sus características únicas, que dan lugar a importantes aplicaciones e implicaciones medioambientales. Con la siguiente deducción: La ecuación a utilizar: Cx =(txma / tamx)xCa

3. MATERIALES. 

Termómetro de mercurio

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Termómetro digital

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Piceta

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Vasos de precipitado

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Estufa

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Balanza

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Calorímetro

Reactivos

4.

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Alcohol

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Salmuera

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agua

PROCEDIMIENTO      

Se mide 100g de agua. Se calienta a unos 60 ºC aproximadamente. Se vierte el agua al calorímetro. Se espera unos minutos hasta que la temperatura descienda a unos 54ºC. Se toma el tiempo cada ½ ºC que descienda hasta los 48 ºC. Para el alcohol y para la salmuera se sigue los mismos pasos.

5.

PROCESAMIENTO DE DATOS

AGUA T ºC 54.0 53.5 53 52.5 52 51.5 51 50.5 50 49.5 49 48.5 48

t(s) 0 46.20 1.36 2.20 3.8 3.53 4.38 5.34 6.33 7.27 8.9 9.0 9.52

T ºC 54.0 53.5 53 52.5 52 51.5 51 50.5 50 49.5 49 48.5 48

t(s) 0 1.2 1.30 2.20 3.12 3.57 4.38 5.30 6.20 7.11 8.3 8.51 9.41

T ºC 54.0 53.5 53 52.5 52 51.5 51 50.5 50 49.5 49 48.5 48

t(s) 0 30.29 56.99 1.22 1.47 2.16 2.42 3.07 3.21 4.10 5.01 5.46 6.21

SALMUERA

ALCOHOL

6. OBSERVACIONES. Los líquidos que ser utilizaron no presentaban color. Según los datos obtenidos se observo la poca diferencia en los tiempos del agua y de la salmuera. La del alcohol el tiempo es menor que de las otras sustancias. La temperatura del alcohol desciende mas rápido de 60 a 54 ºC. Se dificulto el pesaje de las soluciones debido al mal estado de la balanza. 7. CONCLUSIONES. El alcohol es más volátil, por eso permite que su temperatura baje con más rapidez en comparación con el agua. Dos líquidos en un momento pueden tener la misma temperatura y sin embargo haber recibido cantidades diferentes de calor ya sea porque absorben calor en diferentes proporciones, esto debido a su naturaleza molecular lo cual hace que hace que para llegar a una temperatura de equilibrio se lo haga en diferentes tiempos para cada líquido. Esto nos quiere decir que la cantidad de calor que recibe un líquido es directamente proporcional al tiempo que permanece en contacto con la fuente de calor. 8. BIBLIOGRAFÍA. WWW.QUIMICAFISICA.ES fuente internet     

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