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PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 02 CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS. DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE UN CUERPO INCANDESCENTE. 1.- INTRODUCCIÓN La práctica de laboratorio consiste laboratorio consiste básicamente en tomar varios obetos metálicos introd!cidos en a"!a con a"!a con alta temperat!ra # temperat!ra # someterlos a !n contacto contacto t$rmico t$rmico con a"!a a"!a en temperat!ra temperat!ra ambiente # ambiente # esperar a %!e alcan&a alcan&aran ran !na temperat temperat!ra !ra de e%!ilibrio e%!ilibrio # mediante al"!nos cálc!los poder obtener poder obtener el calor especi'co calor especi'co de estos c!erpos.
2.-OBJETIVO GENERAL: Este informe de informe de laboratorio "!iara la forma de (allar el calor especi'co de !n s)lido a trav$s de !n proceso *nico proceso *nico #a establecido arbitrariamente dond donde e se llev llevan an a cabo cabo dive divers rsid idad ad de s!ce s!ceso sos s %!e %!e invo invol! l!cr cran an los los diferentes conceptos termodinámicos %!e previamente se deben tener para s! correcta reali&aci)n # !n b!en cálc!lo de los calores especí'cos a determinar.
3.- OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1+ ,etermi ,eterminar nar el calor especí'c especí'co o de !n c!erpo c!erpo s)lido por el m$todo m$todo de las me&clas. + ,eter ,etermi minar nar la temper temperat! at!ra ra de !n c!erp c!erpo o incan incande desce scente nte al roo roo vivo+/ c!#o calor especi'co es conocido/ !sando el m$todo de las me&clas. 0+ Ser Ser capa capa& & de con' con'"! "!ra rarr e impl implem emen enta tarr e%!i e%!ipo pos s para para toma toma de datos eperimentales eperimentales # reali&ar reali&ar !n análisis "rá'co !tili&ando como (erramienta el soft2are ,ata St!dio 3+ Utili& Utili&ar ar el soft2a soft2are re ,ata ,ata St!dio St!dio para para veri'c veri'caci aci)n )n de paráme parámetr tros os estadísticos respecto a la informaci)n re"istrada.
.- MATERIALES
Comp!tadora personal con pro"rama ,ata St!dio instalado 4nterface US5 Lin6 Sensor de temperat!ra 5alan&a Calorímetro C!erpo metálicos problema Rollo de cobre Probeta "rad!ada 7aso precipitados 89 ml Pin&a !niversal :!e& doble 0+
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5ases + 7arillas 0+ F!ente de calor ;"itador.
!.- FUNDAMENTO TEÓRICO !.1. C"#$% &'(&)*+)$. El calor especí'co )+ de !na s!stancia/ es la cantidad de calor medido en calorías+ re%!erido para %!e !n "ramo de dic(a s!stancia/ eleve s! temperat!ra en 1 5,'%,=,% &# "7&$ 5& &7(&%"%" " $5$ &# %&),(,&&. •
Utilice las (erramientas de análisis del pro"rama para determinar la temperat!ra más alta re"istrada. Esta será la temperat!ra de e%!ilibrio TE-. Repita el proceso (asta completar mediciones/ con 0 c!erpos metálicos diferentes # llene las tablas @.1 al @.0. ,atos te)ricos *tiles
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TABLA .1.
TABLA .2.
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TABLA .3.
@.1.1 BPodrías determinar el calor especí'co de las m!estras !sadas en este eperimento enfriando el metal a la temperat!ra del (ielo en ve& de calentarlo como se (i&o en la eperiencia Eplica. :o/ #a %!e el calor especí'co es la cantidad de calor %!e se necesita para elevar !n "rado centí"rado a !n determinado c!erpo/ si se enfría dic(o c!erpo a cero "rados centí"rados no eistiría calor. @.1. BPodrías determinar el calor especí'co de !na s!stancia desconocida sin necesidad de (acer !so de !na s!stancia de referencia como el a"!a Eplica. Sí/ sabiendo s! masa/ s! diferencia de temperat!ra # la ener"ía inerte %!e posee !n c!erpo calor+.
@.1.0 Si se d!plicara el espacio entre las paredes de los recipientes del calorímetro B7ariaría el intercambio de calor/ epli%!e s! resp!esta.
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Si por%!e el espacio del calorímetro seria el doble de lo %!e era # (abría menos transferencia de calor del eterior para %!e p!eda entrar calor o tambi$n p!diera salir al menos se p!ede decir %!e a ma#or espacio de las paredes del calorímetro el sistema se v!elve más (erm$tico.
@.1.3 B>!$ viene a ser la ener"ía calorí'ca absorbida por !na s!stancia c!ando la temperat!ra es incrementada El a!mento de la ener"ía interna # la dismin!ci)n de la entropía/#a %!e al a!mentar la temperat!ra de !n sistema/ a!mentan s! ener"ía interna reDeada en el a!mento del calor del sistema completo o de la s!stancia.
E4(&%,&)," 5& #" 5&&%7,"),6 5& #" &7(&%"%" 5& )&%($,)"5&')&&. Conserve la con'"!raci)n de la parte anterior. 4n"rese al pro"rama ,ata St!dio/ (a"a clic sobre el icono )%&"% &4(&%,7&$ # se"!idamente reconocerá el sensor de temperat!ra previamente insertado a la interface USB L,8. 4nicie la toma de datos introd!ciendo los 199 ml de a"!a en el calorímetro # oprimiendo el bot)n ,,),$ en la barra de con'"!raci)n principal de ,ata St!dio. Utilice las (erramientas de análisis del pro"rama para determinar la temperat!ra inicial T,del sistema calorímetro/ a"itador # a"!a. Caliente el rollo de cobre directamente con t! mec(ero s!etándolo con la pin&a/ (asta %!e se pon"a incandescente. En esta forma la temperat!ra T del rollo de cobre incandescente será la misma %!e la de la f!ente de calor. Aprima el bot)n ,,),$ en la barra de con'"!raci)n principal de ,ata St!dio. Rápida # c!idadosamente introd!ce el rollo de cobre incandescente dentro del calorímetro. ;"ita el a"!a en el calorímetro. Utilice las (erramientas de análisis del pro"rama para determinar la temperat!ra más alta re"istrada. Esta será la temperat!ra de e%!ilibrio TE-. •
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Complete la tabla 3.3. 5orre las mediciones incorrectas/ no almacene datos innecesarios.
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TABLA .. C#"'& '"5$
5&
7&"# C$=% & C
M&5,),6 M"'" 5&# )"#$%*7&%$ MC M"'" 5&# )&%($ 7&#,)$ M M"'" 5&# "" T&7(&%"%" ,,),"# 5&# ','&7" T, T&7(&%"%" ,,),"# 5&# )&%($ )"#,&& T T&7(&%"%" 5& &,#,=%,$ TE C"#$% &'(&),+)$ &4(&%,7&"# E%%$% ($%)&"#
C"#$% 9.901c &'(&),+) al"r?c $ &6%,)$ C 1 D&'(%&),"=#& @ 100
[email protected] º) 1 02 º) 21.@ º) 0.0@2@ )"#%º) 21.
@..1 BC!ánto es el e%!ivalente en a"!a del calorímetro El e%!ivalente en a"!a del calorímetro es=
C 20 )"#%º) @.. B>!$ evidencia dan los res!ltados de esta eperiencia para !sti'car %!e el a"!a tiene !n calor especí'co más alto %!e el material considerado La evidencia son los res!ltados obtenidos del calor especi'co en las tablas 1/ / 0 # 3G donde se dem!estran %!e s!s calores son menores a !no/ por lo tanto el a"!a c!#o calor especi'co es !no es el mas alto. @..0 Si la temperat!ra del rollo de cobre (!biera sido 99 ?C BC!ál (!biera sido la temperat!ra dee%!ilibrio de la me&cla
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La temperat!ra de e%!ilibrio de la me&cla seria= TE-
!.3 º)
@..3 B>!$ porcentae de error (as introd!cido al despreciar el e%!ivalente en a"!a del term)metro ,em!estra t! resp!esta. Error porcent!al de cobre es de 9. H Error porcent!al del (ierro es de .8 H Error porcent!al del al!minio es de 0.3 H Estos res!ltados se encontraron en m!estras de cada material # se p!sieron el error porcent!al más bao %!e se encontr) en cada material. @..8 BC)mo podrías medir la temperat!ra de !na estrella Se podría medir mediante las radiaciones %!e emiten. Se"*n !na le# desc!bierta por I. Iien en el si"lo J4J/ la lon"it!d de onda del máimo de intensidad es inversamente proporcional a la temperat!ra absol!ta de la f!ente. En ri"or/ la le# de Iien s)lo es válidad para la radiaci)n emitida por !n c!erpo ideal denominado c!erpo ne"ro/ %!e absorbe toda la radiaci)n %!e recibe # %!e sirve a los físicos como referencia. Entonces se podría decir %!e a!n no (a# forma eacta de medir la temperat!ra a !na estrella.
@.- OBSERVACIONES: - C"5$ 7&5,7$' #" &7(&%"%" 5&# "" %*" > #" &7(&%"%" 5&# "" & ' ($ 5& &=##,),6? "# 7&;)#"%$'? &)$%"7$' #" &7(&%"%" 5& &,#,=%,$. - E'" &7(&%"%" (5,7$' 7&5,% %"),"' "# '&'$% > "# (%$%"7" '$"%& 5"" '5,$.
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ecs!p. 91 - 4+. Guía del laboratorio de Física I . 4ntrod!ccion. s.f.+. Rec!perado el K de ;bril de 91/ de (ttp=222.mono"ra'as.comtrabaos08calor-especi'cocalorespeci'co.s(tml Abetivo. s.f.+. Rec!perado el K de ;bril de 91/ de (ttp=222.mono"ra'as.comtrabaos08calor-especi'cocalorespeci'co.s(tml
TECSUP- P.F.R laboratorio física 1 ;!%!illa !a#na Eric6 Sam!el ;tencio Arti& ;le ;l!mnos+ =
Cca(!ana ;na(!i M!ido :ilton 5ravo ;rredondo carlo
Pro"rama = Profesor = Fec(a de entre"a =
N!an 11
Carlos
1
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C%'$: *',)" I C65,$: G0113 LABORATORIO N1 C"#$% &'(&)*+)$ 5& '6#,5$'. D&&%7,"),6 5& #" &7(&%"%" 5& )&%($ ,)"5&')&&
