constante del calorÍmetro - fÍsica i

Licenciatura en Tecnologías Ferroviarias Director: Lic. Alejandro TornayFísica I Lic. Verónica Isola

Ing. Alfredo MenéndezTRABAJO PRÁCTICO NRO. 3 – CALORÍMETRO 2013 - 2do. Cuatr.

Universidad Nacional De LanúsRectora:Dra. Ana Jaramillo

Departamento deDesarrollo Productivo

Director:Dr. Oscar Tangelson

Isidro Pérez – Raúl Castro – Leandro Cerdá – José Falcioni 13/04/2023 1

GRUPO INTEGRADO POR: Isidro PérezRaúl Castro

Leandro CerdáJosé M. Falcioni

CALORÍMETRODETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE

DETERMIANCIÓN DE CAPACIDAD CALÓRICACÁLCULO DE CALOR ESPECÍFICO





CalorímetroEl 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. Recipiente

ContenedorMaterial AislanteTérmico

Tapa delContenedor

TapaAislante

Termómetro

Agitador Un calorímetro es un Contenedor adiabático:

QUE NO INTERCAMBIA CALOR CON EL EXTERIOR







Calorímetro – Preparación del sistema aisladoInicialmente 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.







Calorímetro – Determinación de la constante “k” del calorímetroAgregamos 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”







Calorímetro – Determinación de la constante “k” del calorímetroPodemos plantear entonces la variación de contenido calórico de cada elemento

“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.

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) = 0agua inicial termómetro recipiente agitador agua agregada

Tomando factor común (Te – T0) reordenamos de la siguiente manera

k

(M + k) x (Te – T0) + m x (Te - T) = 0

Reemplazamos por “k” y considerando que Ca es la unidad queda

k = m x (T - Te) - M (Te – T0)

Despejando “k” nos queda



(M x Ca + Mt x Ct + Mv x Cv + Ma x Ca) x (Te – T0) + m x Ca (Te - T) = 0

c = (M + k) x (T0 - Te) m x (Te - T)





Calorímetro – Determinación de calor específicoA partir de la fórmula general de variación de calor (M + k) x (Te – T0) + m x c (Te - T) = 0Conociendo la constante del calorímetro “k” podemos calcular el Calor Específico “c” del material de masa “m”

Entonces podemos usar el calorímetro para determinar el calor específico de cualquier elemento.

Despejando de la fórmula anterior tenemos



constante del calorÍmetro - fÍsica i

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