Calorimetría
Practico de calorimetría
Método de las mezclas para determinar el calor específico de un cuerpo.
Método de las mezclas para determinar el calor específico de un cuerpo.
El método de las mezclas es un procedimiento experimental para determinar el calor específico medio de una sustancia.
Utiliza para ello un calorímetro, que en su forma más sencilla consiste en un recipiente metálico de paredes delgadas, cuya superficie exterior esta plateada para reducir las pérdidas de calor por radiación. Las perdidas de calor se reducen rodeando el recipiente con una envoltura impermeable al calor, que se encuentra cerrado para evitar pérdidas por convección. La tapa posee dos perforaciones, una de ella para permitir las lecturas de la temperatura en el calorímetro a través de un termómetro.
En el recipiente se introduce una cantidad conocida de agua, si leemos el termómetro antes y después de introducir una cantidad (Q desconocida) de calor, puede determinarse Q a partir de la elevación de la temperatura producida en el agua.
Determinación del equivalente en agua del calorímetro.
El calorímetro, como cualquier objeto también absorberá calor, sería necesario entonces conocer la masa del calorímetro y su calor específico, como esto es sumamente difícil, ya que el calorímetro esta formado por muchas sustancias diferentes (termómetro, recipiente, agitador, aire) se determina el equivalente en agua del calorímetro, que sería la masa que tendría el calorímetro si fuera de agua.
Para ello se introduce en el calorímetro una cantidad conocida de calor (en forma de agua, con masa y una temperatura conocida), y se registra la variación de la temperatura del líquido contenido en el recipiente.
Si m1 es la cantidad de agua en el recipiente, t1 la temperatura inicial del agua del recipiente, m2es el agua agregada al calorímetro, t2la temperatura del agua que se agrega y tf la temperatura final que alcanza la mezcla, entonces:
(mc + m1) · (tf –t1) = - m2 · (tf –t2)
Donde mc es el equivalente en agua de la masa del calorímetro.
Determinación del calor específico de una sustancia.
Para determinar el calor específico de una sustancia cualquiera, se calienta la muestra, de masa conocida, en una estufa o en un baño de vapor a una temperatura conocida.
Se mide la temperatura y la masa del agua del calorímetro, se introduce rápidamente la muestra al calorímetro, se agita el agua y se mide su temperatura final.
Conociendo las temperaturas inicial y final del agua, la masa del agua y el equivalente en agua del calorímetro, las temperaturas inicial y final de la muestra, y la masa de la muestra, se puede determinar el Ce ya que los otros factores son conocidos.
Plantee para ello la ecuación para un sistema aislado.
Secuencia de Pasos para realizar la práctica
1. Introduzca agua en el calorímetro y pésela (aproximadamente 150 gr.)
2. Coloque agua en un vaso de precipitado y péselo (aproximadamente 100 gr.).
3. Caliente el agua del vaso de precipitado a 50 º aproximadamente.
4. Tome las temperaturas iniciales, tanto del agua del calorímetro como del agua del vaso.
5. Realice rápidamente la mezcla, introduciendo el agua del vaso en el calorímetro, tome la temperatura final de la mezcla.
6. Repita nuevamente el paso 1, renovando el agua del calorímetro por una de temperatura ambiente.
7. Caliente el cuerpo al que va a medir el Ce colocándolo en un recipiente con agua hirviendo .
8. Tome las temperaturas iniciales, tanto del agua del calorímetro como la del cuerpo a medir el Ce.
9. Repita el paso 5, introduciendo el cuerpo en el calorímetro, tome la temperatura final de la mezcla
10. Pese el cuerpo.
Actividad de diseño: Plantee como podría medir el calor específico de un líquido, de un gas, y como podríamos saber cuantas calorías aporta una galleta de agua.