414377423 informe-calorimetria-final-docx-convertido

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS
NATURALES
CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
DATOS INFORMATIVOS:
Integrantes:
 Ivette Rojas
 Kevin Rodríguez
 Marcelo Merino


Asignatura: Físico Química
Ciclo: Marzo – Agosto 2019
Docente: Ing. Ana Maricela Trávez Castellano Mg.
I. TEMA:
¨ CALORIMETRÍA ¨
II. INTRODUCCIÓN:
La calorimetría es la ciencia que mide la cantidad de energía generada en procesos de
intercambio de calor, se encarga de medir el calor en un reacción química o física
Calor es la energía que se intercambia entre un sistema y sus alrededores como resultado de
una diferencia de temperaturas. La energía, en forma de calor, pasa desde elcuerpo más caliente
(con una temperatura más alta) hasta el cuerpo más frío (con una temperatura más baja). A
nivel molecular, las moléculas del cuerpo más caliente cede energía cinética a través de
colisiones a las moléculas del cuerpo más frio. (scrib, 2007)
Existen tres tipos de trasferencias de calor
Conducción
Es la más sencilla de entender, consiste en la transferencia de calor entre dos puntos de un
cuerpo que se encuentran a diferente temperatura sin que se produzca transferencia de materia
entre ellos.

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y
RECURSOS NATURALES
Radiación
Es el calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura, en este caso no existe contacto entre
los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor. Simplemente por existir un cuerpo
A (sólido o líquido) a una temperatura mayor que un cuerpo B existirá una transferencia de
calor por radiación de A a B.
Convección
En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido) en movimiento
que transporta la energía térmica entre dos zonas.
La transmisión de calor por convección puede ser:
 Forzada: a través de un ventilador (aire) o bomba (agua) se mueve el fluido a través
de una zona caliente y éste transporta el calor hacía la zona fría.
 Natural: el propio fluido extrae calor de la zona caliente y cambia su densidad
haciendo que se desplace hacía la zona más fría donde cede su calor. (Marquez,
2010)
III. OBJETIVOS GENERAL:
 Comprobar la ley de la conservación de la energía, en sistemas sin reacción
Química.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
 Determinar el calor específico de muestras sólidas( esfera metálica)
 Determinar el punto de equilibrio de temperatura en una mezcla.
 Determinar el punto de equilibrio de un calorímetro
IV. MATERIALES:
Equipo Reactivos
1 Calorimetro Hielo 50g
1 Vaso de precipitacion(600cm3) Agua destilada 50g
1Termometro

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1Matraz erlenmeyer(125cm3)
1Hornilla
2Termometro termocupla
1 Balanza
1Varilla de vidrio
1 piseta
1 termometro digital laser
2 vaso de precipitacion (250 ml)
1 Esferas metalicas
V. PROCEDIMIENTO:
a) Construcción del calorímetro
 Una caja de material aislante de aproximadamente 15 cm x 15 cm x 15
cm, con espacio suficiente para que en el interior quepa un vaso de
precipitados de 600 cm3
 El matraz Erlenmeyer (cámara de reacción) se colocará en el interior del vaso
de precipitados rodeado de agua.
 El termómetro estará en el agua que rodea a la cámara de reacción juntamente
con un agitador para mantener la temperatura del agua uniforme.
b) Calibración del calorímetro
 Permita que se establezca el equilibrio térmico en el calorímetro y registre la
temperatura T1 Caliente 50 cm de agua a temperatura de ebullición Tb y
añada al matraz Erlenmeyer
 Después que se ha alcanzado el equilibrio térmico, registre la temperatura de
equilibrio T2
 Retire el matraz Erlenmeyer y determine la masa de agua introducida por
diferencia de peso entre el matraz lleno y el matraz vacío
c) Determinación del calor de fusión del hielo
 Permita que se establezca el equilibrio térmico en el calorímetro y registre la
temperatura T1

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 Añada al matraz Erlenmeyer lavado y seco varios cubos de hielo y permita
que estos se fundan.
 En el momento en que el último trozo de hielo haya fundido, registre la
temperatura del agua que rodea al matraz T2
 Retire el matraz Erlenmeyer y determine la masa de hielo por diferencia de
peso entre el matraz lleno y el matraz vacío.
d) Determinación del calor especifico de un metal
 Caliente la esfera de metal en la hornilla hasta una temperatura alta
 Determine la temperatura de la esfera de metal con la termocupla
 Mida 300 g de agua en el vaso de precipitados de 600 cm3
 Determine la temperatura inicial del agua T1
 Introduzca cuidadosamente la esfera en el agua del vaso de precipitados
 Espere a que se alcance el equilibrio térmico
 Determine la temperatura final T2
e) Determinación de la temperatura de equilibrio de una mezcla
 Mida 250 g de agua en el vaso de precipitados
 Caliente el agua del vaso con la hornilla hasta una temperatura entre 40 y 50
ºC
 Determine la temperatura del agua
 Mida 100 g de agua en el vaso de precipitados a temperatura ambiente
 Determine la temperatura del agua a temperatura ambiente
 Mezcle ambas muestras de agua y determine la temperatura de equilibrio con
el termómetro.
VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
a) Construcción del calorímetro
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o
recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve paradeterminar el calor específico de un cuerpo, así
como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

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La costrucción del calorimetro no se realizó debido a que el laboratorio si contaba con este
instrumento. Mas al contar con este equipo se realizó visualmente la conformación y su
utilización.
b) Calibración del calorímetro
La calibración del calorímetro consiste en determinar la capacidad calorífica que presenta el
conjunto de materiales que forman las distintas partes del calorímetro (vaso calorimétrico,
sistema de agitación, dispositivos de medida de temperatura, recipientes contenedores de
reactivos,...) y que van a absorber una parte de la energía térmica suministrada al sistema.
Aceptando que las partes físicas del calorímetro sonsiempre las mismas, la capacidad calorífica
del calorímetro será una constante propia de cada instrumento.
En general, el calibrado del calorímetro es una operación necesaria para poder evaluar los
cambios energéticos de un proceso ó las capacidades caloríficas de los sitemas, toda vez que
los cambios de temperatura asociados a los procesos vendrán determinados por la naturaleza y
cantidad de materi.
c) Determinación del calor de fusión del hielo
Datos
Tabla 1:datos obtenidos
Masa del agua Temperaturas
Inicial Inicial
Final Final
Fuente : laboratorio de análisis de alimentos
d) Determinación del calor específico de un metal
Datos
Tabla 4:datos obtenidos

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PROCESO 1:ESFERA PROCESO 2:(H2O) PROCESO 3: ESFERA + H2O
Masa 105g Masa 300g Masa 289.41g
To
1 62.9 o
C To
21 oC To
33.5 o
C
T2 55.3 o
C T2 33.5 o
C
Tabla 4.1:cálculos con los datos de la tabla 4
CÁLCULO DE CALOR ESPECÍFICO DEL METAL PLANTEAMIENTO :
Formula :
Calor ganado +calor perdido=0
Q=M*Ce*∆T
Donde :
M=masa
Ce=calor especÍfico del material
∆T=variación de temperatura
Ce(H2O)=4,18 J/g °C
Calor ganado +calor perdido=0
Q=M*Ce*∆T
Calor ganado = -calor perdido
Calor ganado(H2O) = -calor
perdido(metal)
Ce = -
�∗ ��∗ ∆�(��)
�∗ ∆�
VARIACIÓN DE TEMPERATURA ∆T(H2O): VARIACIÓN DE TEMPERATURA
∆T(ESFERA):
Datos :
T2=33.5 oC ; T1=21 oC
Datos :
T2=62.9 oC ; T1=55.3 oC
∆T=T2-T1
∆T=33.5 oC-21 oC
∆T=T2-T1
∆T=62.9 oC-25 oC
∆T=12.5 oC ∆T=37.9oC
CALOR ESPECÍFICO DE LA ESFERA :
DATOS:
M(H2O)=300g; ∆T=12.5 oC; Ce=4.18 J/g
oC; ∆T(esf)=37.9 oC; M(esf)=105g
300g∗ 4.18
J
∗ 12.5C
Ce= gC
105�∗ 37.9 �
Ce (Esfera) = 3.93 J/g oC
Resultados :
Tabla 4.2: datos de los resultados de la tabla 4.1
PROCESO 1:ESFERA PROCESO 2:(H2O) PROCESO 3: ESFERA + H2O
Masa 105g Masa 300g Masa 289.41g
To
1 62.9 o
C To
21 oC To
33.5 o
C
T2 25 oC T2 33.5 o
C

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∆T 37.9oC ∆T 12.5 o
C
Ce 3.93 J/g oC
Tabla 4.3: tabla comparativa entre los resultados de la tabla 4 y tabla 4.2
Resultados del calor específico del hierro Resultados del calor específico del hierro mediante cálculos
0.475 J/g oC 3.93 J/g oC
Discusion :
Una vez que se realizó el experimento y se obtubo los datos necesarios se procede a calcular
el calor específico del metal.
Enriqueta Del Ángel Hernández dice que el hierro tiene un calor específico de 0.475 J/g oC
comparando con el valor obtenido 3.93 J/goC se observa que hay una variabilidad significativa
en su cambio esto se debe a la influencia del cambio de temperatura ya que se calento la esfera
de hierro al fuego.
e) Determinación de la temperatura de equilibrio de una mezcla
Datos :
Tabla 5 : datos obtenidos
MUESTRA 1(H2O) MUESTRA 2 (H2O) MUESTRA 1 + MUETSRA 2 (H2O)
Masa TO
Masa TO
Masa TO
250g 43.4 O
C 100 g 21.5 O
C 350g 36.5 O
C
Cálculos
Tabla 5.1:calculos con los datos de la tabla 5
CÁLCULO DE TEMPERATURA DE
EQUILIBRIO (H2O)
PLANTEAMIENTO :
Formula :
Calor ganado = calor perdido
M1*Ce1(Teq-T1)=M2*Ce2(T2-Teq)
Donde :
M=masa
Ce=calor específico de material (H2O)
M1*Ce1(Teq-T1)=M2*Ce2(T2-Teq)
Calor ganado :
Qg=M1*Ce*(Teq-T1 )

RECURSOS NATURALES
Teq= temperatura de equilibrio
T=temperatura
Ce(H2O)=4,18 J/g °C
Calor perdido:
Qp= M2*Ce2(T2-Teq)
CALOR GANADO CALOR PERDIDO
Datos :
M1=250g ; Ce(H2O)= 4.18J/g°C;
T1=43.4°C ; Teq=?
Datos :
M2=100 g ; T2=21.5°C ; Ce(H2O)=
4.18J/g°C; Teq=?
Qg=M1*Ce*(Teq-T1 )
Qg=(250g)(4.18J/g°C)(Teq-43.4°C )
Qg=1045(Teq-43.4)
Qg=1045Teq-45353
Qp= M2*Ce2(T2-Teq)
Qp= (100 g)(4,18 J/g °C)(21.5°C -Teq)
Qp= 418(21.5-Teq)
Qp=8987-418Teq
CALOR GANADO=CALOR PERDIDO
Qg=1045Teq-45353 Qp=8987-418Teq 1045Teq-45353=8987-418Teq
1045Teq+418Teq=8987+45353
1463Teq= 54340
Teq=36366/ 1463
Teq=37.14°C
Resultados:
Tabla 5.2: tabla comparativa entre los resultados de la tabla 5 y tabla 5.1
Resultados de la temperatura de
equilibrio obtenido en el laboratorio ;
Resultados de la temperatura de equilibrio
obtenido mediante cálculos :
36.5 O
C 37.14°C
Discusión :
El punto de equilibrio es valor donde no hay variación de temperatura, esto se determinó
mezclando agua a difrentes temperaturas una inferior yotra superior tomando como referencia
el valor de 36.5 OC obtenido en el laboratirio de Agroindustrias( analisis de alimentos). Y
realizando los cálculos se determina que existe un valor de 37.14°C. Si notamos hay una
variabilidad de 0.64°C esto se debe a los errores al tomar los datos.
VII. CONCLUSIONES:
 La calorimetría nos ayuda a determinar las temperaturas específicas de los
sólidos, mezclas. Etc

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 La variabilidad de temperatura en una mezcla se determina tomando dos
temperaturas una inicial y una final, con la cual podemos conocer el calor de
cada uno de los componentes de la mezcla.
 El punto de equilibrio es el valor donde la temperatura no pierde ni gana, es un
valor neutro.
VIII. RECOMENDACIONES:
 Para determinar el calor específico de un metal se debe tener el instrumento
adecuado para medir su temperatura.
 Para determinar la capacidad calorífica del calorímetro hay que medir primera
el volumen de agua antes de calentarla y no al revés.
 Leer más de una vez la hoja guía de laboratorio para entender lo que realmente
se debe hacer.
IX. CUESTIONARIO:
1.- Definir e indicar las unidades más comunes de:
 Temperatura
La temperatura es una magnitud física que expresa el grado o nivel de calor o frío de los cuerpos
o del ambiente.
Su unidad en el Sistema Internacional es el kelvin (K).Para medir la temperatura, se utilizan
principalmente dos escalas: La escala de temperatura centígrada o Celsius. La escala Kelvin,
Cada kelvin tiene el mismo tamaño que un grado centígrado.
 Energía interna
La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos
que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial
intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear.
La unidad de medida de la energía interna, según el Sistema Internacional, es el julios (J).
La energía interna específica es la energía interna por unidad de masa; su unidad es el J / kg.
 Trabajo

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Es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la
dirección de esta fuerza. mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una
transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en
movimiento.
Se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en
julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
 Entalpia
La entalpía es una magnitud termodinámica que equivale a la suma de la energía interna
del cuerpo más la multiplicacióndel volumen del mismo por la presiónexterior. Esta magnitud
se simboliza con una (H) mayúscula.Dentro del Sistema Internacional de Unidades, la entalpía
se mide habitualmente en joule que, en principio, se introdujo como unidad de trabajo.
2.- Respecto a la pregunta interior, clasificar dichas variables según su dependencia con
masa.
 Temperatura: La temperatura de un cuerpo depende de la energía cinética media de
las moléculas es decir de la suma de la energía interna de las moléculas que lo
conforman.
 Energía interna: La energía interna es una función de estado: su variación entre dos
estados es independiente de la transformación que los conecte, sólo depende del estado
inicial y del estado final.
 Trabajo: El trabajo es la fuerza sobre un cuerpo, pero si la masa debe ser capaz de
producir trabajo
 Entalpia: La entalpia depende de la cantidad de materia presente.
3.- Definir e indicar las unidades de:
a) Caloría
El término caloría (símbolo:cal) es el nombre de varias unidades de energía basadas en
la capacidad térmica específica del agua
La caloría corresponde a una unidad del Sistema Técnico de Unidades que representa la energía
necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius. Esta unidad es
muy utilizada para expresar el aporte energético de los alimentos. Se debe distinguir entre la
llamada “caloría chica” (cal) y la “caloría grande” (Cal), ya que esta última corresponde a la
energía necesaria para elevar en un grado Celsius un kilogramo de agua.
b) Calor especifico
Calor específico o capacidad térmica específica es una magnitud física que se define como la
cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema

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termodinámico para elevar su temperatura en una unidad; esta se mide en varias escalas. En
general, el valor del calor específico depende del valor de la temperatura inicial.
La unidad para el calor son los joules (J), el calor específico se expresa en este
sistema en joules por kilogramo y por kelvin (J.Kg-1.K-1).
c) Capacidad calorífica
La capacidad calorífica o capacidad térmica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad
de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de
temperatura que experimenta. En una forma más rigurosa, es la energía necesaria para aumentar
la temperatura de una determinada sustancia en una unidad de temperatura.
Se mide en unidades del SI julios por kelvin (J/K) (o también en cal/°C). donde: C es
la capacidad calorífica del cuerpo o sistema. c es el calor específico ocapacidad
calorífica específica.
d) Calor integral de solución
tanto el calor de solución como el calor de neutralización pueden medirse calorimétricamente.
Elcalor de solución, como ordinariamente se mide, es realmente la suma del calor de ionización
( si el soluto es electrolito) mas el calor real de solución.
El proceso de mezcla de solución de soluto y solvente esta acompañado de un efecto térmico
(absorción y desprendimiento de calor) que se denomina calor integral de la solución, y se
define como le calor absorbido o desprendido cuando un mol de soluto se disuelve en una
cantidad de solvente a temperatura y presión definidas, para dar una solución de concentración
especifica.
e) Calor de dilución
Se define como la variación de entalpía que se produce al disolver una determinada cantidad
de soluto encierta cantidad de disolvente. La variación totalde calor, por mol de soluto, cuando
la disolución se ha completado, es el calor integralde disolución. Elcalor integral de disolución
varía con el número de moles de disolvente en los que se ha disuelto el soluto. Cuando el soluto
se disuelve en una cantidad de disolución tan grande que cualquier dilución adicional no da
lugar a ninguna variación de calor, se emplea el subíndice (aq) en la ecuación termoquímica.
4.- Determine la temperatura de equilibrio cuando, en un calorímetro de constante
calorimétrica despreciable se mezclan 100g de agua a la temperatura de ebullición con
100g de agua a 0°C.
M1*Ce1(T2-T1)=M2*Ce2(T2-T1)
100g . 4,18 J/g °C . (Tf-89,6) = 100g . 4,18 J/g °C . (Tf-0)

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-[100 . 4,18 . (Tf . -89,6)] = -100. 4,18 . (Tf -0)
-2 Tf= -89,6(-1)
Tf= 44,8 °C
5.-En un calorímetro, que inicialmente contiene 100g de agua a 10°C agregan 200g de
agua líquida a 100°C. Determinar la constante del sistema calorimétrico.
M1*Ce1(T2-T1)=M2*Ce2(T2-T1)
100g . 4,18 J/g °C . (Tf-10)°C= 200g . 4,18 J/g °C . (Tf-100)°C
-[100 . 4,18 . (Tf . -10)] = -200. 4,18 . (Tf -100)
-Tf-2Tf = 210
-3Tf= -210 (-1)
Tf= 70°C
6.-Una cafetería eléctrica silbadora de 1200W (de potencia eléctrica), de constante
calorimétrica despreciable, contiene 1000g de agua a 15°C, una vez conectada la misma
a la fuente eléctrica que tiempo tendrá que transcurrir. Para que el agua empiece a hervir
y consecuentemente la cafetera comience a silbar. Para que acabe el silbido.
Q= m . Ce . T
Q= 1000 . 4,18 J/g °C (100-10)°C
Q= 376200
P=Q/T
T=Q/P
T= 376200/ 1200 =313,5
T=313,5/60 = 5,22
7.- 75g de un metal se retiran de un horno y se echanen un recipiente de 300g que contiene
200g de agua (el agua y el cobre sumergido ocupan el volumen del indicado del horno).
La temperatura del agua se eleva de 12 a 30°C. Determine cuál era la temperatura del
horno, al momento de retirar la pieza de metal.
m1= 75g Q1= 75g (30-Ti)
m2= 125g H2O Q2= 125g (30-12)
mt=200g -[75g . (30-T)] = 125g . (30-12)
Ti=12 3 . (30-Ti) = 5 (30-12)
Tf=30°C Ti=150 – 60 + 90 = 180 °C

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fotografía 1 fotografía 2 fotografía 3
X. BIBLIOGRAFIA:
Hurtado, P. (2010). Obtenido de http://leyesdelosgases5c.blogspot.com/2010/11/ley-
de-gay- lussac.html
Landa, V. (2011). Obtenido de http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/521-
leyes-de- los-gases-ideales.html
Marquez. (2010). Obtenido de https://nergiza.com/radiacion-conduccion-y-conveccion-tres-
formas- de-transferencia-de-calor/
Orrego, C. (28 de 08 de 2003). Bdigital.unal .
Obtenido de
http://bdigital.unal.edu.co/9053/1/958932280.p
df
scrib. (2007). Obtenido de
https://es.scribd.com/document/204824207/Introduccion-
CALORIMETRIA
V., L. (2011). Obtenido de http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/521-leyes-
de-los- gases-ideales.html
XI. ANEXOS :

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fotografía 6
fotografía 5
fotografía 4

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