Diapositiva 1

DETERMINACION DEL CALOR ESPECIFICOOBJETIVOS:

Determinar el calor especfico del calormetroVerificar la ecuacin de equilibrio trmico

CALOR

Calor,enfsica,transferencia de energa de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energa en trnsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energa no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.

TEMPERATURA

Lasensacindecalor o fro al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas. Al variar la temperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, su resistencia elctrica cambia y, en el caso de un gas, su presin vara. La variacin de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala numrica precisa de temperaturasLatemperaturadepende de la energa cintica; segn la teora cintica la energa puede corresponder a movimientos rotacionales, vibracionales y traslacionales de las partculas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, slo depende del movimiento de traslacin de las molculas. En teora, las molculas de una sustancia no presentaran actividad traslacional alguna a la temperatura denominada cero absoluto. ESCALAS DE TEMPERATURA

Enlaactualidadseemplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas estn la escala Celsius tambin conocida como escala centgrada, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinmica internacional. En la escala Celsius, el punto de congelacin del agua equivale a 0C y su punto de ebullicin a 100C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo cientfico. La escala Fahrenheit se emplea en los pases anglosajones para medidas no cientficas y en ella el punto de congelacin del agua se define como 32F y su punto de ebullicin como 212F. En la escala Kelvin, la escala termodinmica de temperaturas ms empleada.

UNIDADES DE CALOR

Enlascienciasfsicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energa y el trabajo, es decir, en julios. Otra unidad es la calora, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 atmsfera de presin desde 15 hasta 16C. Esta unidad se denomina a veces calora pequea o calora gramo para distinguirla de la calora grande, o kilocalora, que equivale a 1.000 caloras y se emplea en nutricin. La energa mecnica se puede convertir en calor a travs del rozamiento, y el trabajo mecnico necesario para producir 1 calora se conoce como equivalente mecnico del calor. A una calora le corresponden 4,1855 julios. Segn la ley de conservacin de la energa, todo el trabajo mecnico realizado para producir calor por rozamiento aparece en forma de energa en los objetos sobre los que se realiza el trabajo. Joule fue el primero en demostrarlo de forma fehaciente en un experimento clsico: calent agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y hall que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas.Cuandoelcalorseconvierte en energa mecnica, como en un motor de combustin interna, la ley de conservacin de la energa tambin es vlida. Sin embargo, siempre se pierde o disipa energa en forma de calor porque ningn motor tiene una eficiencia perfecta.CALOR LATENTE Cuando un cuerpo absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energa en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energa vuelve a liberarse. Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partculas de hielo, y se almacena como energa en el agua. Para fundir 1kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1kg de agua en vapor a 100C, hacen falta 129.000 julios.

6CALOR ESPECIFICO

Lacantidaddecalornecesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia se conoce como calor especfico. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presin, se habla de calor especfico a volumen constante o a presin constante.

En todas las sustancias, el primero siempre es menor o igual que el segundo. El calor especfico del agua a 15C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius.

En el caso del agua y de otras sustancias prcticamente incompresibles, no es necesario distinguir entre los calores especficos a volumen constante y presin constante ya que son aproximadamente iguales.

Generalmente, los dos calores especficos de una sustancia dependen de la temperatura.Calor y temperatura

La grfica representa el cambio de temperatura que se produce al suministrar calor al agua (a 1 atmsfera de presin). A 0C y 100C se le puede suministrar calor sin cambiar su temperatura. Este calor latente rompe los enlaces que mantienen unidas las molculas, pero no aumenta su energa cintica. Para vaporizar un gramo de agua hace falta aproximadamente siete veces ms calor que para fundirlo. Esa diferencia se refleja en las distintas longitudes de las partes horizontales de la grfica. Las pendientes de las lneas inclinadas representan el nmero de grados de aumento de temperatura por cada julio de calor suministrado a un gramo de agua. El 'calor especfico' del agua es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado, es decir, hacen falta 4.185,5 julios de energa para aumentar en un grado la temperatura de un kilogramo de agua.

TRANSFERENCIA DE CALOR

Losprocesosfsicospor los que se produce la transferencia de calor son la conduccin y la radiacin. Un tercer proceso, que tambin implica el movimiento de materia, se denomina conveccin. La conduccin requiere contacto fsico entre los cuerpos o las partes de un cuerpo que intercambian calor, pero en la radiacin no hace falta que los cuerpos estn en contacto ni que haya materia entre ellos. La conveccin se produce a travs del movimiento de un lquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.El calor puede transferirse de tres formas: por conduccin, por conveccin y por radiacin. La conduccin es la transferencia de calor a travs de un objeto slido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque slo la punta est en el fuego. La conveccin transfiere calor por el intercambio de molculas fras y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque slo su parte inferior est en contacto con la llama. La radiacin es la transferencia de calor por radiacin electromagntica (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitacin.

MATERILES DE LA EXPERIENCIA

CalormetroTermmetroProbeta de 250mlVaso precipitadoBalanza comnCalentador elctricoFluido de agua

DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

Primero llenamos el vaso precipitado con agua y lo calentamos hasta una temperatura medida con un termmetro.Echamos el agua caliente al calormetroEsperamos a que el sistema llegue al equilibrio.Hallar el calor especfico del calormetro.

DATOS AguaV:=267,5Ce:=1cal/gr CTo:=25 CT:=69 CCalorimetrom:=316.5grCe:=TS:=87 C

LA ESTUFA ELECTRICAPESANDO LA PROBETA

EL CALORIMETROEL MATERIAL

Tabulacin de datosSustanciato(c)m(gr)T(c)Agua125267.569Calormetro0.3487316.569

15Conclusin

Logramos ver que todo el sistema llega al equilibrio trmico pasado un cierto tiempo.Esto quiere decir que ambas sustancias dejan de transmitirse calor por que ambas estn a una misma temperatura y en este equilibrio hallamos el dato desconocido. Como el calor especifico.

GRACIAS POR SU ATENCION