1. ERICK CONDE
PARALELO 4
OBJETIVOS
Determinar el calor específico de un cuerpo desconocido
mediante el método de las mezclas.
RESUMEN
La práctica a realizar consiste en tomar una muestra sólida
desconocida e introducirlo dentro de un receptor metàlico con
alta temperatura y someterlo a un contacto térmico con agua en
temperatura ambiente en el interior de un calorímetro y esperar
a que alcance una temperatura de equilibrio y mediante los
respectivos cálculos poder obtener el calor especifico de este
cuerpo.
INTRODUCCION
Cuando dos o más cuerpos que tienen distintas temperaturas se
ponen en contacto térmico se observa que, al cabo de cierto
tiempo, todos ellos tienen la misma temperatura.
Uno de los métodos para determinar el calor específico de un
cuerpo, es el método de las mezclas. Para ello pondremos dos
cuerpos A y B en contacto térmico en el interior de un
calorímetro aislado térmicamente del medio exterior.
Cuerpo A Cuerpo B

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Al no existir, o ser muy pequeño el intercambio de calor con el
medio exterior a través de las paredes del calorímetro, la
cantidad de calor cedida por el cuerpo más caliente será igual a
la absorbida por el cuerpo de menor temperatura.
La ecuación correspondiente será:
Q1 + Q2 = 0 Q1 = - Q2 (1)
En donde se han tenido en cuenta el signo de las cantidades de
calor, positivas cuando son absorbidas y negativas cuando son
cedidas por un cuerpo.
Cuando se ponen en contacto térmico varios cuerpos y solo puede
intercambiar calor entre ellos y no con el medio exterior, la
ecuación correspondiente seria:
N = n º de cuerpos
∑i =1
Qi = Q1 + Q2 + ......... + Qn = 0
Volviendo al caso de los dos cuerpos A y B, de masas MA y MB,
de calores específicos CeA y CeB, y temperaturas iniciales TiA y
TiB, al mezclarse alcanzarán una temperatura final Tf común
para ambos cuerpos.
Teniendo en cuenta que la cantidad de calor absorbida o cedida
por un cuerpo viene dada por
Q = m.Ce. ( Tfinal - Tinicial)
La ecuación de condición de equilibrio (1) se podrá expresar como
MA CeA ( Tf - TiA ) + MB CeB ( Tf -TiB ) = 0

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Una ecuación como esta nos sirve para determinar una incógnita.
Por ello se podrá determinar el calor especifico de un cuerpo
desconocido, siempre que conozcamos los demás parámetros,
pero si se tienen en cuenta las cantidades de calor absorbidas
por el propio calorímetro, el termómetro, etc..., tendremos que
introducir un concepto nuevo y tenerlo en cuenta en la fórmula
anterior, y es el equivalente en agua del calorímetro que es
constante en todas las experiencias y se llama así, porque sus
efectos en las ecuaciones son equivalentes a una masa de agua
que tenga su misma capacidad calorífica, es decir, la masa de
agua que necesita el mismo número de calorías que el calorímetro
con todos sus accesorios para elevar 1° su temperatura.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
EQUIPO UTILIZADO
1. Calorímetro
2. Termómetro
3. Botella térmica
4. Muestra sólida
5. Receptor metálico
6. Agua
7. Agitador
a) MEDICIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN
SÓLIDO
En el laboratorio, para determinar el calor específico de una
muestra sólida, se utiliza el método de las mezclas, el cual en el
equilibrio y conservación de la energía, puesto que si se mezclan
dos cuerpos de distinta temperatura, se tendrá que el calor que
cede un cuerpo es igual al calor que gana el otro cuerpo.

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Una muestra de sólido en la forma de gránulos finamente
divididos, se calienta en un receptáculo de metal cerca del punto
de ebullición del agua, los gránulos calientes son puestos
rápidamente dentro de un calorímetro, que contiene una masa
conocida de agua fresca.
A partir de las masas conocidas, y de la elevación de la
temperatura del agua, y de la mezcla, se puede calcular el calor
específico del sólido.
RESULTADOS

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TABLA DE DATOS
Agua Calorímetro Sustancia
Masa (g) 50.0 ± 0.1 200.0 ± 0.1 60.0 ± 0.1
Calor
especifico 1.00 ± 0.01 0.20 ± 0.01
(Cal/g.ºC)
Temperatura
inicial (ºC) 24.0 ± 0.1 24.0 ± 0.1 80.0 ± 0.1
Temperatura
final (ºC) 28.0 ± 0.1 28.0 ± 0.1 28.0 ± 0.1
CÁLCULOS
T1 = Temperatura ambiente
T3 = Temperatura de la muestra
Te = Temperatura de equilibrio
( M 1C1 + M 2C 2) * (Te − T 1) A ∆AB + A∆B
C3 = M 3 * (T 3 − Te) = B
∆C3 = B²
 A=M1C1 + M2C2) * (Te – T1)
A = [(50.0 * 1.00) + (200.0 * 0.20)] * (28.0 – 24.0)
A = 360.00 Cal

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∆A = [(∆M1C1 + M1∆C1)+(∆M2C2 + M2∆C2)]*(Te – T1)+[(M1C1 + M2C2)*(∆Te +∆T1)
∆A = [(0.1*1.00 + 50.0*0.01)+(0.1*0.20 + 200.0*0.01)]*(28.0-24.0) + [(50.0*1.00 +
200.0*0.20)*(0.1+0.1)]
∆A = 28.48 Cal
 B = M3 * (T3 – Te)
B = 60.0 * (80.0 – 28.0)
B = 3120.00 g.ºC
∆B = ∆M3 * (T3 – Te) + M3 * (∆T3 + ∆Te)
∆B = 0.1 * (80.0 – 28.0) + 60.0 * (0.1 + 0.1)
∆B = 17.2 g.ºC
A
 C3 =
B
360.00
C3 =
3120.00
C3 = 0.115 (Cal/g.ºC)
∆AB + A∆B
∆C3 =
B²
28.48 * 3120.00 + 360.00 * 17..2
∆C3 =
3120.00²
∆C3 = 0.009 (Cal/g.ºC)
C3 = (0.115 ± 0.009) (Cal/g.ºC)
PORCENTAJE DE ERROR DE LA PRÁCTICA
Calor especifico teórico = 0.113(cal/g.oc)
teórico − exp erimental
%= teórico
0.113 − 0.115
%= 0.113 * 100%
% = 1.77

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DISCUSION
Podemos concluir que el resultado obtenido corresponde al calor
específico del hierro además el porcentaje de error que
obtuvimos en esta práctica fue de 1.77 % y se debe ha errores
que se cometieron durante la práctica como es al momento de
tomar las mediciones que en este caso es, registrar la masa del
sólido y la temperatura del agua, que en si, es la inicial de todo el
sistema, y el problema radica por el mal uso de los instrumentos,
o, por falta de precisión al tomar las respectivas mediciones.
Otro motivo sería la pérdida de calor por parte de los sólidos al
sacarlos del agua caliente y ponerlos en contacto con el medio
ambiente antes de introducirlos al calorímetro, como también
cuando se registra la temperatura de equilibrio de la mezcla, que
comenzará a descender cuando ya empieza a enfriarse, la manera
correcta de tomar aquel dato es en el momento que la
temperatura que marca el termómetro permanezca estable.
Un punto muy importante que hay que considerar, que tanto la
muestra sólida como el agua no son en sí, totalmente puras, es
decir, hay cuerpos extraños que pueden estar afectando
directamente a nuestros resultados finales.
Al calcular el calor específico de la muestra sólida, puede estar
surgiendo otro motivo por el cual nuestros resultados presentan
errores, y es por introducir los datos de manera errónea en la
fórmula.
Pero los integrantes que realizamos todo el proceso para obtener
el calor específico del sólido tuvimos muy en cuenta todos estos
factores, por lo que podemos decir que fue una buena práctica.

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CONCLUSION
En la práctica realizada se aplicó la Ley de equilibrio Térmico a
sistemas termodinámicos también se comprobó el principio de la
conservación de la energía, el cual establece que la energía total
inicial de un sistema es igual a la energía final total del mismo
sistema.
Recocimos al calor como energía, que es transferida de un
sistema a otro, debido a que se encuentran a diferentes niveles
de temperatura. Por esta razón, al poner los dos cuerpos en
contacto, el que se encuentra a mayor temperatura transfiere
calor al otro hasta que se logra el equilibrio térmico, y
afianzamos los conceptos de calor, temperatura y calor
específico.
ANEXOS
a) De acuerdo a los resultados obtenidos, ¿de qué material
está hecha la muestra? Explique.
Una vez realizado todos los cálculos, el resultado final se
asemeja al calor específico del hierro, por lo que podemos
concluir que la muestra esta hecha de este material.
b) Tomando en cuenta el aparato que utilizó, señale por
qué no se obtuvo una concordancia exacta con el valor
teórico
Uno de los motivos es: por el mal uso que se da al equipo, y
por no ser muy preciso en las mediciones como además
factores que influyen en la práctica que en este caso sería
la temperatura, impurezas en la muestra entre otros.

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c) ¿Por qué el agua y el hielo tienen diferentes calores
específicos?
El calor específico del agua es 1,000cal y el del hielo es
0,505cal; esto significa que la cantidad de calor que
absorbe 1g de agua es mayor que la cantidad de calor que
absorbe 1g de hielo para elevar su temperatura en 1ºC.
d) ¿Por qué se utilizan vasos de poli estireno para servir
café? Explique.
Porque el poli estireno presenta la conductividad térmica
más baja de todos los termoplásticos, por lo que se suele
utilizar como aislante térmico, es decir funciona como una
barrera al paso del calor entre dos medios que
naturalmente tenderían a igualarse en temperatura.
BIBLIOGRAFÍA
- SERWAY, Raymond A. Física, Cuarta Edición. Editorial McGraw-
Hill, 1996.
- LEA Y BURQUE, " physics: The Nature of Things", Brooks/
Cole 1997.
- Física. Elementos de Física. Sexta edición. Edelvives. Editorial
Luis Vives S.A.

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