Este documento describe dos experimentos realizados para determinar el calor específico de dos metales sólidos, el plomo y el acero. En cada experimento, se calienta la muestra metálica y se introduce en un calorímetro con agua. Se mide la temperatura de equilibrio y se calcula el calor específico experimental, obteniéndose valores mayores que los teóricos debido a errores en la medición. Los resultados se analizan gráficamente usando el programa PASCO Capstone.

1. Laboratorio de Ciencias Básicas aplicadas
Practica de laboratorio N°6
Calor especifico de solidos
Alumno (s):
Apellidos y Nombres: Nota:
Bustamante Tapia, Cynthya
Minaya Ortega, Sebastian
Profesor: Vásquez Porras, César Antonio
Programa
Profesional:
Laboratorio de Ciencias
Básicas Aplicadas
Grupo: C11_A
Fecha de entrega: 08 05 19
Mesa de
trabajo:
02
CURSO:C B A
LABORATORIO N°6

2. CUESTIONARIO
1) ¿Podrías determinar el calor específico de las muestras usadas en este experimento
enfriando el metal a la temperatura del hielo en vez de calentarlo como se hizo en
la experiencia? Explica
Si, estos buscan el equilibrio térmico. Por la ley cero de la termodinámica, cuando 2
cuerpos estas en equilibrio térmico con un tercero estos están en equilibrio térmico entre
sí.
2) ¿Podrías determinar el calor específico de una sustancia desconocida sin
necesidad de hacer uso de una sustancia de referencia como el agua? Explica.
Si, se puede utilizar otra sustancia de referencia, solo se necesita el Ce de las nuevas
sustancias de referencia. También el Q=CE M*T
3) Si se triplicara el espesor de las paredes del calorímetro ¿Variaría el intercambio
de calor?, explique su respuesta.
Si, al triplicar el espesor del calorímetro aumenta su masa y eso varian el intercambio de
calor.
4) ¿Qué viene a ser la energía calorífica absorbida por una sustancia cuando la
temperatura es incrementada?
Es la energía que se necesario para variar la temperatura de un gramo de sustancia.
5) ¿Cuánto es el equivalente en agua del calorímetro?
Agua del calorímetro 1 cal/g °C = 100%
0.0226 cal/g °C = x
X=2.26 agua.
6) ¿Qué evidencia dan los resultados de esta experiencia para justificar que el agua
tiene un calor específico más alto que los materiales considerados
7) Si la temperatura del rollo de cobre hubiera sido 800 ºC ¿Cuál hubiera sido la
temperatura de equilibrio de la mezcla?
8) ¿Qué porcentaje de error has introducido al despreciar el equivalente en agua del
termómetro? El calor específico hallado tendría un valor mayor o menor al
considerar el calor absorbido por el termómetro. Demuestra tu respuesta
9) La temperatura muy alta en la atmosfera puede ser de 700 o
C. Sim embargo, un
animal ahí se podría congelar y morir en vez de asarse. Explique

3. OBJETIVOS
1) Determinar el calor específico de un cuerpo sólido por el método de las mezclas.
2) Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales
y realizar un análisis gráfico utilizando como herramienta el software
CapstoneTM
.
3) Utilizar el software CapstoneTM
para verificación de parámetros estadísticos
respecto a la información registrada.
MATERIALES
o Computador con programa PASCO Capstone instalado.
o Mordaza de mesa.
o Nuez Doble.
o Pinza Universal.
o Varilla de 60 cm.
o Cocina eléctrica.
o USB Link.
o Sensor de temperatura.
o Vaso calorímetro.
o Cuerpos metálicos 2 piezas.
o Vaso precipitado.

4. o Pabilo.
Instrumento
Fig.1: sensor de temperatura
Este sensor nos brinda las
diferentes temperaturas que
vamos a trabajar en este
laboratorio tales como la T° de
equilibrio del calorímetro (Al),
etc.
Fig.2: vaso calorimetro
Este instrumento (Al) nos será útil
para hallar la temperatura de
equilibrio al llenarlo con agua y
luego introducir el material
metálico a una alta temperatura.
Nos servirá para calentar el vaso
precipitado y a su vez el mismo
material metálico.

5. Fig.3: cocina eléctrica
Fig.4: pinza universal
Funciona para ayudar sostener
materiales en altas temperaturas
como en este caso el vaso
precipitado ya calentado.
Fig.5: cuerpos metálicos
En este laboratorio hallaremos la
temperatura del material (plomo)
en diferentes casos.
Fig.6: Programa Pasco capstone
Mediante este programa se podría
visualizar los datos recogidos de
diferentes sensores, analizarlos y
obtener los datos.

6. ANALIZIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

7. FUNDAMENTO TEORICO
El calor específico (c) de una sustancia, es la cantidad de calor (medido en
calorías) requerido para que un gramo de dicha sustancia, eleve su temperatura
en 1 °C.
El calor ganado o perdido por un cuerpo es igual al producto de sus masas, su
calor específico y el cambio de temperatura.
Fig.7: el calor especifico de la atmosfera.
ΔQ = m c (Tf – Ti)
El método más común usado en la determinación de cambios de calor es el
método de las mezclas, basado en el principio de la conservación de la energía,
en el cual dos o más sistemas que tienen temperaturas diferentes son puestos en
contacto, de tal forma que intercambien calor hasta que todos ellos adquieren la
misma temperatura (temperatura de equilibrio). Como un resultado del
intercambio, los cuerpos de más alta temperatura cederán calor a los cuerpos de
temperatura mas baja, de manera que la cantidad de calor perdido por algunos
cuerpos es igual a la cantidad de calor ganado por los otros.

8. Un cuerpo de masa M, cuyo calor especifico c se desea determinar es calentado
hasta alcanzar una temperatura T y luego introducido rápidamente a un
calorímetro de masa Mc, y cuyo calor especifico cc el cual contiene en su interior
una masa de agua MA, todos estos a una temperatura inicial Ti. La mezcla
alcanzara una temperatura intermedia de equilibrio TEq.
Aplicando el principio de conservación de la energía tendremos que el calor
perdido por el cuerpo debe ser igual al calor absorbido por el agua, el
calorímetro y el termómetro.
Esto es:
M csólido (T – TEq) = MAgua cAgua (TEq – Ti) + Ccalorimetro (TEq – Ti) (2)
De donde:
csólido
Que nos determina el calor específico c del cuerpo. Este es el fundamento del
método de las mezclas. Es necesario observar que este método solo conduce a la
determinación del calor específico promedio en un intervalo de temperaturas un
poco amplio.
El calorímetro que usaremos está cubierto de una envoltura de material
térmicamente aislante para minimizar tanto la perdida como la absorción de
calor, pero no elimina este factor completamente ya que es prácticamente
imposible aislar cualquier sistema del medio que lo rodea y eliminar un
intercambio de calor.
El equivalente en agua es un término frecuentemente en calorimetría. Es la
masa de agua que requiere la misma cantidad de calor para aumentar su
temperatura en un grado como el que se requiere para aumentar la temperatura
del cuerpo en un grado. El equivalente del agua es el producto de la masa de un
cuerpo y la capacidad térmica del material del cuerpo
M AcA
C
T
E
q
T

9. PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS:
Experimento 1:
1) Se toma las mediciones de los materiales que se van a utilizar en este
laboratorio.
Fig.8: el pesado del cuerpo metálico (plomo)
2) Se hace el montaje del experimento con las indicaciones del profesor.
Fig.9: montaje del experimento

10. 3) Se procede a encender la cocina eléctrica calentando el vaso precipitado hasta
que el agua en su interior se esté evaporando.
Fig.10: mediciones de temperatura del material metálico(plomo)
4) Luego con la pinza universal se retira el material metálico (plomo) e
inmediatamente se introduce en el calorímetro(Al) lleno de agua.
Fig.11: el calorímetro lleno de agua con el material metálico
5) Se toman la temperatura de equilibrio con el sensor de temperatura.

11. TABLA 1. Calor específico de plomo
Clase de metal usado Plomo,Pb
Calor especifico
teórico
(Cal/g°C)
0.0320 cal/g c°
Medición 1
Capacidad calorífica del
calorímetro C
5.427 cal/ c°
Masa del cuerpo metálico M 99.78 g
Masa de agua 46.55 g
Temperatura inicial del
sistema Ti
26.6 c°
Temperatura inicial del
cuerpo caliente T
99.3 c°
Temperatura de equilibrio
TEq
31.6 c°
Calor especifico
experimental
0.07715 cal/g
c°
Error porcentual 141.093 %
E(%
)
Vbibliografico
Vexp erimental
100%
Vbibliografico
cAl = 0.2250 cal/gr ºC Aluminio cCu = 0.0931 cal/gr ºC Cobre
cFe = 0.1146 cal/gr ºC Hierro cPb = 0.0320 cal/gr ºC Plomo
cCb = 0.0577 cal/gr ºC Estaño cZn = 0.0925 cal/gr ºC Zinc
cACE = 0,106 cal/gr ºC Acero
Tabla 2: calor especifico teórico de diferentes materiales metálicos

12. Figura 12: tabla de temperatura de equilibrio entre el agua y el
calorímetro(Al).

13. Figura 13: grafica de la temperatura de equilibrio del agua con el
calorimetro(Al)

14. Figura 14: tabla de la temperatura del punto de ebullición del agua con el plomo

15. Figura 15: grafica de la temperatura del punto de ebullición del agua con el plomo

16. Figura 16: tabla de la temperatura de equilibrio del plomo - el agua - el calorímetro(Al)

17. Figura 17: grafica de la temperatura de equilibrio del plomo - el agua - el
calorímetro(Al)

18. Experimento 2:
1) Se pesa el material metálico (acero).
2) Con el montaje ya echo se enciende la cocina eléctrica así calentando el material
metálico(acero).
3) Luego se introduce el material metálico al calorímetro para hallar la temperatura
de equilibrio.
TABLA 2. Calor específico de acero
Clase de metal usado Acero
Calor especifico
teórico
(Cal/g°C)
0.106 cal/g c°
Medición 1
Capacidad calorífica del
calorímetro C
5.427 cal/ c°
Masa del cuerpo metálico M 49.68 g
Masa de agua 53.86 g
Temperatura inicial del
sistema Ti
26.6 c°
Temperatura inicial del
cuerpo caliente T
99.3 c°
Temperatura de equilibrio
TEq
33.2 c°
Calor especifico
experimental
0.119157 cal/g c°
Error porcentual 12.4123 %
E(%
)
Vbibliografico
Vexp erimental
100
%
Vbibliografico

19. Figura 18: tabla de la temperatura del punto de ebullición del agua con el acero

20. Figura 19: grafica de la temperatura del punto de ebullición del agua con el acero

21. Figura 20: tabla de la temperatura de equilibrio del acero - el agua - el calorímetro(Al)

22. Figura 21: grafica de la temperatura de equilibrio del acero - el agua - el calorímetro(Al)

23. APLICACIONES EN LA ESPECIALIDAD
 En la minaría en la parte de fundición es necesario el uso del calor
especifico.
 En la creación de materiales cotidianos como: termos, aislantes de calor en
casas.
 En la modelación de metales como el cobre, oro, plata, etc.
Observaciones:
 Una buena ubicación de los instrumentos que usamos en nuestras prácticas de
laboratorio hará que se desarrollen de manera eficaz y la toma de datos sea de
mejor valor para nuestros resultados.
 Con el primer material
 Tenemos que zerar los sensores antes del experimento debido a que si no nos
saldría demasiado irregular los resultados.
 El sensor de fuerza halla, como su nombre lo dice la fuerza del móvil o carrito
que se experimentamos en el laboratorio.
 Se consideró la masa de la porta pesas así que la masa total era diferente al de
la hoja que entrego al profesor de laboratorio.
 El montaje realizado era un movimiento rectilíneo uniforme es decir que se puede
hallar la aceleración.
Conclusiones:
1) Hallamos el calor especifico de los cuerpos solidos atreves del método de las
mezclas.
2) Utilizamos eficientemente el programa Pasco y logramos analizar de manera
efectiva las herramientas de este software.
3) La variación porcentual de los materiales puede variar en gran medida
dependiendo de que material se esté trabajando.

24. Bibliografía
"Física Universitaria ", Sears - Zemansky, Young - Freedman, Volumen 2, novena
edición.
Fundamentos de física RaymodA.Serway-Jerry S.FaughnEditorial Thomson
Bibliografía virtual:
Sc.ehu.es
Accedido el 10 de mayo,2019, desde
https://es.slideshare.net/MKatherineRDuran/conservacion-de-la-energa-mecnica
Google
Accedido el 10 de mayo,2019,desde
https://www.google.com/search?biw=1366&bih=657&tbm=isch&sa=1&ei=iRvJXOSaO4Go_Qb
MlZegCg&q=conservacion+de+la+energia+informe+aplicaciones&oq=conservacion+de+la+ene
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