Laboratorio de Física II

1. CAPACIDAD CALORÍFICA
LABORATORIO DE FÍSICA II
18 DE JUNIO DE 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FIEE
1. SARANGOVELIZ,ANDYJUAN
2. BRUNO ENZODE LA CRUZ
3. LAZO QUISPE,CARLOSALBERTO

2. Capacidadcalorífica| UNI
CAPACIDAD
CALORIFICA
I. OBJETIVOS
 Determinar el equivalente en agua
de un calorímetro.
 Determinar el calor específico del
cobre.
 Determinar el calor específico del
aluminio.

3. Capacidadcalorífica| UNI
II. MATERIALES
 Pinzas de sujeción.
 Cocina eléctrica o jarra eléctrica.
 Vaso pirex.
 Un thermo.
 Un vernier.
 Termómetro.
 Guantes de protección.

4. Capacidadcalorífica| UNI
GUANTE
S DE
TERMÓM
PINZAS
DE

5. Capacidadcalorífica| UNI
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
I. CAPACIDAD CALORIFICA
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
COCIN
A

6. Capacidadcalorífica| UNI
de una determinada sustancia en una
unidad de temperatura.1 Indica la mayor
o menor dificultad que presenta dicho
cuerpo para experimentar cambios de
temperatura bajo el suministro de calor.
Puede interpretarse como una medida
de inercia térmica. Es una propiedad
extensiva, ya que su magnitud depende,
no solo de la sustancia, sino también de
la cantidad de materia del cuerpo o
sistema; por ello, es característica de un
cuerpo o sistema particular. Por ejemplo,
la capacidad calorífica del agua de una
piscina olímpica será mayor que la de un

7. Capacidadcalorífica| UNI
vaso de agua. En general, la capacidad
calorífica depende además de la
temperatura y de la presión.
II. EQUILIBRIO TERMICO
El equilibrio térmico es aquel estado en
el cual se igualan las temperaturas de
dos cuerpos, las cuales, en sus
condiciones iniciales presentaban

8. Capacidadcalorífica| UNI
diferentes temperaturas. Una vez que las
temperaturas se equiparan se suspende
el flujo de calor, llegando ambos
cuerpos al mencionado equilibrio
término.
III. CALORÍMETRO
El calorímetro es un instrumento que
sirve para medir las cantidades de calor

9. Capacidadcalorífica| UNI
suministradas o recibidas por los
cuerpos.
En un caso ideal
de transferencia
de calor se
puede hacer una
simplificación:
que únicamente
se consideren como sustancias
intervinientes a las sustancias calientes y
frías entre las que se produce la
transferencia de calor y no los
recipientes, que se considerarían

10. Capacidadcalorífica| UNI
recipientes adiabáticos ideales, cuyas
paredes con el exterior serían perfectos
aislantes térmicos (calorímetro); el caso
real más parecido sería un termo o un
saco de dormir con relleno de plumas.
IV. EQUIVALENTE EN AGUA
Cuando un líquido contenido en un
calorímetro recibe calor (energía) la
absorbe, pero también la absorben las
paredes del calorímetro. Lo mismo
sucede cuando pierde energía. Esta
intervención del calorímetro en el
proceso se representa por su

11. Capacidadcalorífica| UNI
equivalente en agua: su presencia
equivale a añadir al líquido que contiene
los gramos de agua que asignamos a la
influencia del calorímetro y que
llamamos "equivalente en agua". El
"equivalente en agua" viene a ser "la
cantidad de agua que absorbe o
desprende el mismo calor que el
calorímetro".
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
PARTE I
 Tome la temperatura ambiente

12. Capacidadcalorífica| UNI
 Mida 300 ml de agua y caliéntala a
80 °C. Anote la temperatura exacta
del agua.
 Agregue a su termo (calorímetro) el
agua caliente espere unos minutos
hasta que alcance la temperatura
de equilibrio. Anote la temperatura
de equilibrio.
b) PARTE II
 PARTE 2a
Utilizando agua a mayor de temperatura
que el cuerpo metálico.
 Determine la masa del metal.

13. Capacidadcalorífica| UNI
 Vuelva a calentar el agua y mida
exactamente la temperatura del
agua del calorímetro
 Determine la temperatura del
metal.
 Coloque el metal en el recipiente
y determine la temperatura de
equilibrio.
 Vuelve a repetir el experimento
para el segundo metal.
 PARTE 2b

14. Capacidadcalorífica| UNI
Utilizando agua a menor temperatura
que el cuerpo metálico
 Caliente el metal, utilizando un
recipiente y agua caliente a unos
80 °C. Anote exactamente la
temperatura del mental.
 Mida 300 ml de agua a
temperatura ambiente. Anote la
temperatura exacta del agua.
 Coloque el metal en el recipiente
y determine la temperatura de
equilibrio.

15. Capacidadcalorífica| UNI
 Vuelva a repetir el experimento
para el segundo metal.
VI. CALCULO Y RESULTADOS
 DETERMINE LA EXPRESIÓN PARA
CALCULAR EL EQUIVALENTE EN
AGUA DEL CALORÍMETRO.
Primero para hallar la expresión del
equivalente gramo pondremos la
siguiente expresión al interactuar dos

16. Capacidadcalorífica| UNI
cuerpos que en este caso serían el agua
y el calorímetro.
ECUACIÓN NUMERO 1
𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑄 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 0 … (1)
Pero ambos calores que tienes cada
cuerpo mencionado se calculan a través
de las siguientes 2 ecuaciones:
ECUACIÓN NUMERO 2
𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑚 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 𝑐𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ ∆𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 … (2)
ECUACIÓN NÚMERO 3

17. Capacidadcalorífica| UNI
𝑄 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
= 𝑚 𝑒𝑞 ∗ 𝑐𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
∗ ∆𝑇𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 … (3)
De la ecuaciones (1), (2) y (3)
obtenemos la expresión en donde
calcularemos la expresión equivalente
en agua para el calorímetro:
𝒎 𝒆𝒒 = −
𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂 ∗ ∆𝑻 𝒂𝒈𝒖𝒂
∆𝑻 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
 UTILIZANDO SUS DATOS CALCULE
EL EQUIVALENTE EN AGUA DEL
CALORÍMETRO.

18. Capacidadcalorífica| UNI
En el cuadro que se presenta están los
datos obtenidos en el laboratorio que
nos permitirán hallar el equivalente de
agua del calorímetro.
𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆(℃)
26℃
𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂(g)
277g
𝑻 𝟎(℃)
80℃
𝑻 𝒆𝒒(℃) 53℃

19. Capacidadcalorífica| UNI
En la ecuación encontrada del
enunciado anterior procedemos a
reemplazar los datos:
𝒎 𝒆𝒒 =
𝟐𝟕𝟕×𝟐𝟕
𝟐𝟕
Con los datos obtenemos que
equivalente en gramo del agua es 277
g.
 DETERMINE LA EXPRESIÓN PARA
CALCULAR LA CAPACIDAD
CALORÍFICA DEL METAL
Ahora para obtener la capacidad
calorífica de cada metal formamos la
ecuación como en el caso anterior en

20. Capacidadcalorífica| UNI
función de los calores que obtiene el
agua, el metal y el calorímetro
ECUACIÓN NUMERO 5
𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑄 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 + 𝑄 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 0 … (5)
Ahora para cada calor tiene su
expresión para hallarlo
ECUACIÓN NUMERO 6
𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑚 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 𝑐𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ ∆𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 … (6)
ECUACIÓN NUMERO 7
𝑄 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
= 𝑚 𝑒𝑞 ∗ 𝑐𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
∗ ∆𝑇𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 … (7)
ECUACIÓN NUMERO 8

21. Capacidadcalorífica| UNI
𝑄 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 𝐶 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ∗ ∆𝑇 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 … (8)
Ahora de las ecuaciones (5), (6), (7) y (8)
obtenemos la ecuación que nos
permitirá hallar la capacidad calorífica
de un metal.
𝑪 𝒎𝒆𝒕𝒂𝒍 = −
(𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂 ∗ ∆𝑻 𝒂𝒈𝒖𝒂 + 𝒎 𝒆𝒒 ∗ ∆𝑻 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐) ∗ 𝒄𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂
∆𝑻 𝒎𝒆𝒕𝒂𝒍
 UTILICE SUS DATOS
EXPERIMENTALES PARA
DETERMINAR LA CAPACIDAD
CALORÍFICA DEL METAL, EN LOS
PROCESOS 2A Y 2B PARA DADA
METAL.

22. Capacidadcalorífica| UNI
De la tabla 2a que se muestra
procedemos hallar la capacidad
calorífica del cobre.
𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 (℃) 𝟐𝟔℃
𝒎 𝑪𝒖(𝒈) 95g
𝑻 𝑪𝒖(℃) 26℃
𝑻 𝒂𝒈𝒖𝒂(℃) 80℃
𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂(g) 351g
𝑻 𝒆𝒒(℃) 73℃
Con los datos obtenidos reemplazamos
en la ecuación encontrada en el
enunciado 3; Q (calorímetro)=0
𝑪 𝑪𝒖 = −
𝟑𝟓𝟏∗( 𝟕𝟑−𝟖𝟎)
𝟕𝟑−𝟐𝟔
= 𝟓𝟐 (
𝒄𝒂𝒍
°𝑪
) 𝒂𝒑𝒓𝒐𝒙.

23. Capacidadcalorífica| UNI
De la tabla 2b que se muestra
procedemos hallar la capacidad
calorífica del aluminio.
𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 (℃) 26℃
𝒎 𝑨𝒍(𝒈) 137g
𝑻 𝑨𝒍(℃) 70℃
𝑻 𝒂𝒈𝒖𝒂(℃) 26℃
𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂(g) 373g
𝑻 𝒆𝒒(℃) 34℃
Con los datos obtenidos reemplazamos
en la ecuación encontrada en el
enunciado 3; Q (calorímetro)=0

24. Capacidadcalorífica| UNI
𝑪 𝑨𝒍== −
𝟑𝟕𝟑∗( 𝟑𝟒−𝟐𝟔)
𝟑𝟒−𝟕𝟎
= 𝟖𝟐 (
𝒄𝒂𝒍
°𝑪
) 𝒂𝒑𝒓𝒐𝒙.
 DETERMINE EL CALOR ESPECÍFICO
DE CADA CUERPO METÁLICO QUE
HA UTILIZADO.
𝒄𝒆 𝒎𝒆𝒕𝒂𝒍 =
𝑪 𝒎𝒆𝒕𝒂𝒍
𝒎 𝒎𝒆𝒕𝒂𝒍
ENTONCES PARA 2A
𝑪 𝑪𝒖 = 𝟓𝟐 = 𝟗𝟓 ∗ 𝑪 𝒆(𝑪𝒖)
𝑪 𝒆(𝑪𝒖) = 𝟎. 𝟓𝟒(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
)
ENTONCES PARA 2B
𝑪 𝑨𝒍 = 𝟖𝟐 = 𝟏𝟑𝟕 ∗ 𝑪 𝒆(𝑨𝒍)

25. Capacidadcalorífica| UNI
𝑪 𝒆(𝑨𝒍) = 𝟎. 𝟓𝟗(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
)
 COMPARE EL VALOR OBTENIDO EN
EL PASO 5 CON EL VALOR ESPERADO
PARA ESTOS MATERIALES.
ENTONCES PARA 2A
𝑪 𝒆(𝑪𝒖) = 𝟎. 𝟓𝟒(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
) Experimental
𝑪 𝒆(𝑪𝒖) = 𝟎. 𝟎𝟗𝟑(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
) Tablas
%error= 480% aprox. (muy alto)
ENTONCES PARA 2B
𝑪 𝒆(𝑨𝒍) = 𝟎. 𝟓𝟗(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
) Experimental

26. Capacidadcalorífica| UNI
𝑪 𝒆(𝑨𝒍) = 𝟎. 𝟐𝟏𝟕(
𝒄𝒂𝒍
𝒈°𝑪
) Tablas
%error= 171% aprox. (muy alto)
VII. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES
Vemos que el error es muy alto,
deducimos que es por el
termómetro, ya que no puede medir
de forma exacta la temperatura del
metal, esto es ya que está
involucrado el factor tiempo y el
factor de irradiación de calor
infrarroja mayormente. Se

27. Capacidadcalorífica| UNI
recomienda para este experimento
usar otro tipo de termómetro para
los metales así será más efectivo el
cálculo.

28. Capacidadcalorífica| UNI
VIII. BIBLIOGRAFÍA
 SEARS – SEMANSKY: Física
universitaria, tomo I - 12ava edición.
Cap. 15
 TIPLER, MOSCA: Física para la ciencia
y la tecnología Vol. 1 5ta Edición.

29. Capacidadcalorífica| UNI
 SERWAY: Física para las ciencias y la
ingeniería volumen I-5ta edición. Cap.
16
 HUGO MEDINA GUZMAN: Física II.
 HUMBERTO LEYVA: Física II – Tomo 2