Laboratorio de Fisic1

LABORATORIO DE FISICAPFR

TEMA: Calor Especifico de SolidosGRUPO:J

MESA4

ESPECIALIDAD:C5

1. Introduccin

En este segundo laboratorio aprenderemos a determinar el calor especifico de un cuerpo solido por el mtodo de las mezclas, tambin se har uso del programa PASCO CapstonTM para registrar datos de temperatura-tiempo, mediante grficas.

2. Objetivos

Determinar el calor especifico de un cuerpo solido por el mtodo de las mezclas. Ser capaz de configurar e implementar euipos para toma de datos experimentales y realizar grafico utilizando como herramienta el software PASCO CapstonTM. Utilizar el software CapstoneTM para verificacin de parmetros estadsticos respecto a al informacin registrada.

3. Anlisis de trabajo seguro

NPASOS BASICOS DEL TRABAJODAO(RIESGO) PRESENTE EN CADA PASOCONTROL DE RIESGO

1Hacer el montaje experimental sacar los materiales.Perdida o dao en el material.Retirar el material con mucho cuidado y de la misma forma el armado.

2Conexin de cables del sensor computadora o cocina.Incendio o cortocircuitoCon la cinta adhesiva juntar los cables de tal manera que se vea lo ms seguro.

3Encendido de la cocinaQuemaduras.Mantenerse a distancia prudente.

4Trasporte de material correspondiente guardado.Dao o prdida del material.Transportar el material de una manera ordenada verificando lo que se guarda.



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4. Fundamentos tericos

La medicin de las cantidades de calor intercambiadas, proceso que se conoce como calorimetra, se introdujo en la dcada de 1970.los qumicos de ese tiempo encontraron que cuando un objeto caliente, por ejemplo, un bloque de latn era sumergido en agua el cambio resultante en la temperatura del agua dependa de ambas masas y de la temperatura inicial del bloque.Observaciones ulteriores demostraron que cuando dos bloques similares a la misma temperatura inicial eran sumergidos en baos de agua idnticos, el bloque de masa mayor causaba un cambio mayor en la temperatura; asimismo para dos bloques idnticos a temperatura diferentes, el bloque ms caliente originaba un cambio mayor en la temperatura del agua .Por ltimo, para bloques de la misma masa y temperatura inicial, pero de composicin diferente, en cambio de temperatura era diferente para materiales diferentes.Podemos sintetizar estas observaciones describiendo los objetivos en trminos de su capacidad calorfica, que es la cantidad de calor requerida de una misma sustancia para cambiar la temperatura de un objeto en 1C. Las cantidades de calor cedida o absorbida por masas de una misma sustancia son directamente proporcionales a la variacin de la temperatura: Tambin el calor cedido o absorbido por masas distintas de una misma sustancia, son directamente proporcionales a estas:



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Entonces el calor especfico (c) de un sistema se define como:

Donde dQ es la cantidad de calor intercambiada entre el sistema y el medio que lo rodea; dT viene a representar la variacin de temperatura experimentada por el sistema de masas.La capacidad calorfica o simplemente calor especifico, como suele llamarse, es el calor requerido por un material para elevar un grado de temperatura de una unidad de masa. Un material con calor especfico elevado, como el agua, requiere mucho calor para cambiar su temperatura, mientras que un material con un calor especifico bajo, como la plata, requiere poco calor especfico para cambiar su temperatura.La cantidad de calor Q necesaria para calentar un objeto de masa m elevando su temperatura T, est dada por:

Q = mcT

Donde c es el calor especifico del material a partir del cual se ah fabricado el objeto. Si este se enfra, entonces el cambio en la temperatura es negativo, y el calor Q se desprende del objeto. Las unidades del calor especfico son:

cal/g*C, J/Kg.*C o BTU /lb*F.

La cantidad de calor transferida o absorbida por el sistema depende de las condiciones en que se ejecuta el proceso.



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El calor latente de cambio de estado de una sustancia, es la cantidad de calor que hay que suministrar a su unidad de masa para que cambie de un estado de agregacin a otro, lo que hace a temperatura constante. As el calor latente de fusin es el correspondiente al cambio de estado slido a lquido, que tiene el mismo valor que en el proceso inverso de lquido a slido.

Una de las formas de determinar el calor latente de cambio de estado es por el mtodo de las mezclas. Consiste en mezclar dos sustancias(o una misma en dos estados de agregacin distintos) a diferentes temperaturas y presin constante, de manera que una de ellas ceda calor a la otra y la temperatura del equilibrio final es tal que una de ellas al alcanzarla, realiza un cambio de estado. Es una condicin importante es que no haya perdidas calorficas con el medio exterior. Esto lo conseguimos ubicando la mezcla en el calormetro, que hace prcticamente despreciable esta prdida calorfica hacia el exterior.

Obviamente se ha de tener en cuenta la cantidad de calor absorbida por el calormetro.

Supongamos que la mezcla est constituida por una masa ma, a temperatura Ta y otra m* de otro cuerpo a temperatura T* que supondremos mayor que Ta y llamaremos ca al calor especifico del agua y c* al calor especifico del otro cuerpo. La mezcla adquirir una temperatura de equilibrio Tx, para lo cual la masa ma a absorbido (ganado) calor y la masa m* a cedido (perdido) calor; sea:

Q cedido = Q absorbido (5)

m*c*(T*-Tx) = maca(Tx-Ta) + mccc (Tx-Tc) (6)Dnde: Tc = Tx; Tc es la temperatura del calormetro.mc = masa del calormetro.



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De donde podemos observar que si uno de los calores especficos es conocido adems del calormetro, entonces, el otro queda automticamente determinado. Este es el fundamento del mtodo de mezclas que conduce a la determinacin del calor especfico medido de un intervalo de temperatura de un rango amplio.

De la ecuacin anterior podemos obtener el calor especfico de un calormetro cuyo valor no se conoce, a partir de otras muestras o sustancias conocidas:

Cc = m*c*(T*-Tx) - maca (Tx-Ta) mc(Tx-Tc)

El calormetro: es un recipiente construido de tal forma que impide la conduccin de calor a su travs. En la mayora de los casos suele tener dobles paredes entre las que se ha hecho el vaco o lleva un material aislante trmico, que impide o minimiza la conduccin de calor y por ello conserva muy bien la temperatura de los cuerpos que se encuentran dentro. En su tapadera llevan dos orificios, uno para introducir el termmetro y el otro para el agitador, fue diseado para el estudio de las mediciones en intercambio de calor.

5. Materiales y equipos de trabajo

Calormetro: Cocina elctrica: Figura 1. Figura 2.



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Cuerpos slidos:

Aluminio Plomo Figura 3. Figura 4.

Cobre computadora con programa PASCO CapstonTM Figura 5. Figura 6.



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Recipiente de agua: Figura 7.

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