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INFORME DE LA CAPACIDAD CALIRÍFICA DE UN CALORÍMETRO

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Informe de laboratorio

Publicado en: Educación
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INFORME DE LA CAPACIDAD CALIRÍFICA DE UN CALORÍMETRO

  1. 1. CAPACIDAD CALORÍFICA DE UN CALORIMETRO MORENO, Edith; ZAMBRANO, Yorman. DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA. FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA. UNIVERSIDAD DE PAMPLONA. KM 1 VIA BUCARAMANGA. PAMPLONA. NORTE DE SANTANDER. COLOMBIA. Resumen. Se registro los datos necesarios para determinar la capacidad calorífica del calorímetro y poder establecer por medio de las ecuaciones el valor que a este le corresponde para ello fue necesario utilizar el milímetro y el montaje que ya había sido diseñado. Palabras claves: temperatura, calor, capacidad calorífica, masa, tiempo. Abstract. Registration data are needed to determine the heat capacity of the calorimeter and to establish equations through the value that corresponds to this it was necessary to use the millimeter and assembly had already been designed. Keywords: temperature, heat, heat capacity, mass, time. Introducción. Cuando se realizan determinaciones calorimétricas, se debe conocer la capacidad calorífica de la celda calorimétrica; ya que la cantidad de calor involucrada en el
  2. 2. proceso, también afectara el calorímetro y sus componentes los cuales tomaran parte del calor. Si se tiene en cuenta lo anterior, la capacidad calorífica del calorímetro será una constante propia del instrumento y que está relacionada con el volumen de las sustancias utilizadas. Al mezclar una cierta cantidad de agua fría con agua caliente, se introduce en la primera una cierta cantidad de calor que contiene la segunda y se puede realizar un balance del calor involucrado, al utilizar la condición de “adiabaticidad “. Conociendo que el calor involucrado en cada una de las partes es igual a: donde: m es la masa de agua involucrada, Cp es la capacidad es la temperatura alcanzada después de la calorífica del agua, T2 mezcla y T1 es la temperatura del sistema antes de la mezcla. Parte Experimental para la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro se requirió utilizar 100mL de agua en dos etapas: a temperatura ambiente y a 80oC; en la primera etapa se deposito el agua en la celda calorífica (un termo) teniendo dentro de este el montaje previamente realizado para medir la variación de temperatura, se tomo lectura de tiempo durante unos minutos considerables para observar si se presentaba variación en la temperatura, lo cual se alcanzo a observar, terminada la lectura del tiempo se retiro el agua contenida en el termo y se procedió con la siguiente etapa la cual consistió en realizar el procedimiento descrito anteriormente con la primera etapa difiriendo de esta en que el agua se encontraba a una temperatura mucho mayor. (Las dos estepas se realizaron por triplicado). Análisis De Resultados. En la presente practica de laboratorio se calculo una
  3. 3. constante C del calorímetro (que relaciona masa y Cp del calorímetro), esta se debió realizar por segunda vez ya que los datos obtenidos en la primera oportunidad no eran lógicos con lo que se esperaba en esta experiencia, algunas de las posibles causas de error durante esta experiencia fue que no se tomaron correctamente os datos, la masa de agua que se perdió en la adición de esta misma al calorímetro y de igual modo la perdida de energía cuando se realizaba la agitación ya que el sistema no fue totalmente adiabático. Cuando se realizo por segunda vez se obtuvieron los siguientes resultados: Tiempo (min) ETAPA 1 ETAPA 2 Voltaje(mV) Voltaje(mV) 1 178 446 2 179,4 458 3 179,5 459 4 179,6 455 5 179,7 453 6 179,7 451 7 179,8 448 8 179,8 446 9 179,8 444 10 179,8 442 11 179,8 440 12 179,9 438 13 179,9 436 14 180 434 15 180 433 16 180 431 17 180 429 18 180 428 19 180 426 20 180 424 21 180 422 Agua(g) Agua a temperatura ambiente Agua a 80o CETP1: 98,0806 ETP2:99,330 1 El siguiente termograma es una gráfica que relaciona el tiempo con temperatura; esta temperatura en realidad es el resultado de medición del voltaje del sensor termoeléctrico. Teniendo en cuenta la anterior tabla de datos y el resultado que se obtuvo en la calibración del calorímetro, se realizo la conversión de los milivoltios a grados centígrados; dicha ecuación obtenida en la curva de calibración es la siguiente:
  4. 4. Como se puede observar, la temperatura tiene un máximo en el preciso momento en el que se agrega la cantidad de agua caliente al calorímetro con agua fría, posteriormente se estabiliza paulatinamente en 422mV lo cual indica que se ha llegado a un equilibrio térmico entre el agua fría y el agua caliente, es decir, que después de 21 minutos las dos masa de agua alcanzaron la misma temperatura por efecto de la ley cero de la termodinámica. Para el siguiente paso, se tuvo en cuenta que el voltaje obtenido en la etapa 1 va a ser T1 y el obtenido en la etapa 2 va a ser T3, de la siguiente manera: ( ) ( ) La temperatura dos (T2) es 80ºC (Temperatura a la cual se adicionaron 100mL de agua caliente). De igual modo, se determino la constante del calorímetro (relaciona la masa del calorímetro y el Cp de este mismo), este cálculo se realizo con la siguiente ecuación: T3=45,0668ºC ; T2=80ºC ; T1= 18,2774ºC ( ) ( ) ( )=0 T = 0,1107mV - 1,648 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 Temperatura Voltaje CURVA DE CALIBRACION 44,5 45 45,5 46 46,5 47 47,5 48 48,5 49 49,5 0 10 20 30 Temperatura Tíempo Termograma temperatura
  5. 5. ( )( )( ) ( ) ( ) ( ) Conclusiones.  Después de cierto tiempo dos cuerpos con diferentes temperaturas puestos en contacto van a alcanzar una misma temperatura.  Por medio de la ecuación de calor se logra calcular la constante de calor específico del calorímetro cuando se hace un registro de volúmenes específicos de agua en diferentes temperaturas.  El calor cedido por un sistema en particular es absorbido por el sistema que lo rodea. Bibliografía 1. Luis H. Blanco, Tópicos en Química Básica, Experimentos de Laboratorio, Editorial Guadalupe, 1996.

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