Calor Específico

Resumen En nuestra última práctica de laboratorio realizamos el proceso de interacción entre los objetos y nuestro fluido para poder determinar los calores específicos de los diferentes materiales, aplicando el método del calor latente de fusión y vaporización del agua, debido a la interacción en la cual se encuentra los materiales dados en el laboratorio calentados previamente y el agua dada a una temperatura de medio ambiente.

Abstract In our last lab make the process of interaction between objects and our fluid to determine the specific heats of various materials, using the method of melting and latent heat of vaporization of water due to the interaction which is the materials given in the laboratory and water previously heated to a temperature given environment. Objetivo General Hallar el calor específico de los materiales a través de la combinación de estos en el agua. Objetivo Especifico

Aplicar los conocimientos adquiridos en las clases teóricas para la solución del calor específico. Analizar el factor de error que presenta los calores específicos analizados.

Marco Teórico

El calor específico se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius) Es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada sustancia. El término "calor específico" tiene su origen en el trabajo del físico Joseph Black, quien realizó variadas medidas calorimétricas y usó la frase “capacidad para el calor”

El calor específico medio (C) correspondiente a un cierto intervalo de temperaturas se define en la forma:

Sustancia Fase cp

(másico)

kJ·kg−1·K−1

cp (molar)

J·mol−1·K−1

cv (molar)

J·mol−1·K−1

Capacidad calorífica volumétrica

J cm-3 K-1

Aluminio sólido 0,897 24,2

2,422

Cobre sólido 0,385 24,47

3,45

Plomo sólido 0,127 26,4

1,44

Agua líquido (25 °C) 4,1813 75,327 74,53 4,184

Tabla de diferentes calores específicos para este laboratorio PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Materiales

Calorímetro Sensor de Temperatura ligado con el Data Studio

Balanza

Agua Objetos a analizar: Aluminio, Cobre, Plomo.

Generador de Vapor

Procedimiento

Empezamos con medir los objetos para conocer su masa. Igualmente para el calorímetro se medirá con y sin agua para hallar la masa de ésta. Mientras hacemos lo anterior, vamos calentando el agua que está contenida en el Generador de vapor. Cuando el agua del generador de vapor está próximo a su punto de ebullición, metemos cuidadosamente un objeto para que se el calor del agua se conduzca en el objeto. Luego de que el objeto a analizar, alcance su punto final de temperatura, lo sacamos rápidamente hacia el calorímetro con agua a temperatura ambiente para que éste conduzca el calor hacia el agua, y haga el intercambio. En el momento que está en el calorímetro con agua metemos el sensor de temperatura para medir la temperatura final que termina dando por el equilibrio térmico entre los dos objetos en interacción. Se repite para los demás cuerpos.

Datos Obtenidos

Procedimiento para llegar a resultados

Para el ejemplo del aluminio

Para los demás se hace el mismo procedimiento hasta llegar al resultado

Aluminio Cobre Plomo

Masa (g) 198,14 193,14 227,07

T Inicial ( C ) 100 100 100

T Final ( C ) 37,1 32,5 28,8

Se aprecian valores diferentes para calores específicos de los distintos materiales. ¿Cuál es la explicación de este hecho? Como habíamos dicho en el Marco Teórico, el calor específico es una propiedad intensiva de la materia, es decir, que sus valores no son inalterados al subdividir el sistema en varios subsistemas, por lo que no dependen de la cantidad de sustancia. Esto conlleva que su estructura química, molecular, etc. es única y presente sus propio valor de Calor Especifico.

Se tienen tres muestras: aluminio, cobre y plomo de igual masa a una misma temperatura de 100 °C y se enfrían introduciéndola en agua a temperatura de 27 °C, ¿Cuál cede mayor cantidad de calor? Explique

Se necesitan los calores específicos de las tres muestras

Esto quiere decir que por ejemplo para el plomo, se requieren 0,127 kJ de calor necesarios para aumentar en 1 K la temperatura de 1 kg de la muestra. En comparación con las demás que se requieren más calor para aumentar 1 K de 1 kg del aluminio y del cobre. Con esto, decirnos que el Calor especifico del plomo cede mayor cantidad de calor

Cobre Plomo

Aluminio

Conclusión Como pudimos observar en los diferentes materiales que existen en la naturaleza poseen diferentes calores específicos, por lo cual se encuentran materiales que se “enfrían” o “calientan” sin efectuar tanto trabajo.