El documento describe un experimento realizado con un calorímetro para determinar la constante del calorímetro y el calor específico de diferentes materiales. Se coloca agua a diferentes temperaturas en un calorímetro aislado y se mide la variación de temperatura. Esto permite calcular primero la constante del calorímetro y luego el calor específico de los materiales utilizando ecuaciones de variación de calor en un sistema aislado.

1. Universidad
Nacional De Lanús
Rectora:
Dra. Ana Jaramillo
Licenciatura en Tecnologías Ferroviarias
Física I
TRABAJO PRÁCTICO NRO. 3 – CALORÍMETRO
Director: Lic. Alejandro Tornay
Lic. Verónica Isola
Ing. Alfredo Menéndez
2013 - 2do. Cuatr.
Departamento de
Desarrollo Productivo
Director:
Dr. Oscar Tangelson
CALORÍMETRO
DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE
DETERMIANCIÓN DE CAPACIDAD CALÓRICA
CÁLCULO DE CALOR ESPECÍFICO
GRUPO INTEGRADO POR:
Isidro Pérez – Raúl Castro – Leandro Cerdá – José Falcioni
Isidro Pérez
Raúl Castro
Leandro Cerdá
José M. Falcioni
24/12/2013
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Dra. Ana Jaramillo
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Física I
TRABAJO PRÁCTICO NRO. 3 – CALORÍMETRO
Calorímetro
El calorímetro es un instrumento
que sirve para medir la cantidad
de calor entregada o recibida por
un cuerpo. Lo que en otras
palabras significa que se lo puede
utilizar para determinar la
capacidad calorífica y el calor
específico, que es un caso
particular de capacidad calorífica.
El tipo más difundido se conforma
según se ve a continuación.
Isidro Pérez – Raúl Castro – Leandro Cerdá – José Falcioni
Agitador
Termómetro
Tapa del
Contenedor
Recipiente
Contenedor
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Un calorímetro es un
Contenedor adiabático:
QUE NO INTERCAMBIA CALOR
CON EL EXTERIOR
Tapa
Aislante
Material
Aislante
Térmico
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Calorímetro – Preparación del sistema aislado
Inicialmente tenemos el calorímetro compuesto por:
• El termómetro de masa Mt con calor específico Ct
• El agitador de masa Ma con calor específico Ca
• El recipiente de masa Mv con calor específico Cv
Como no conocemos estos valores lo que vamos a hacer es agruparlos en
un concepto que llamaremos constante del calorímetro “k”.
Agregamos una cantidad de agua M a una temperatura mayor que la del
resto de los elementos.
Dejamos reposar un tiempo y vemos que se produce un intercambio de
calor entre el agua y los componentes del calorímetro.
Terminado el proceso de intercambio todos los componentes del sistema:
agua, recipiente, termómetro y agitador están a la misma temperatura T0,
indicada por el termómetro.
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Calorímetro – Determinación de la constante “k” del calorímetro
Agregamos una cantidad de agua m a una temperatura T mayor a T0.
Ahora tenemos un sistema aislado en el que se comienza a intercambiar
calor entre el agua que se acaba de agregar y el resto de los elementos
que conforman en calorímetro.
Terminado el proceso de intercambio de calor todo el sistema se
encuentra a una temperatura de equilibrio Te indicada por el termómetro
Tenemos entonces un sistema adiabático que, como tal, no intercambia
calor con el exterior. Esto significa que el calor que entregó el agua
caliente tuvo que ser absorbido por los elementos del calorímetro: agua
previa, recipiente, termómetro y revolvedor. En otras palabras la variación
del contenido calorífico es “0”
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Calorímetro – Determinación de la constante “k” del calorímetro
Podemos plantear entonces la variación de contenido calórico de cada elemento
agua inicial
termómetro
recipiente
agitador
agua agregada
M x Ca x (Te – T0) + Mt x Ct x (Te – T0) + Mv x Cv x (Te – T0) + Ma x Ca x (Te – T0) + m x Ca (Te - T) = 0
Tomando factor común (Te – T0) reordenamos de la siguiente manera
(M x Ca + Mt x Ct + Mv x Cv + Ma x Ca) x (Te – T0) + m x Ca (Te - T) = 0
Reemplazamos por “k” y considerando que Ca es la unidad
k
queda
Despejando “k” nos queda
(M + k) x (Te – T0) + m x (Te - T) = 0
k = m x (T - Te) - M
(Te – T0)
Isidro Pérez – Raúl Castro – Leandro Cerdá – José Falcioni
“k” es la constante del calorímetro que agrupa todos los
valores que no conocemos. Equivalentes de agua. Por su propia
definición, “k” es siempre positiva.
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Calorímetro – Determinación de calor específico
A partir de la fórmula general de variación de calor (M + k) x (Te – T0) + m x c (Te - T) = 0
Conociendo la constante del calorímetro “k” podemos calcular el Calor Específico “c” del material de
masa “m”
Despejando de la fórmula anterior tenemos
c = (M + k) x (T0 - Te)
m x (Te - T)
Entonces podemos usar el calorímetro para determinar el calor
específico de cualquier elemento.
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