Fisica Lab 3 4v416

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÈRICA FACULTAD DE CIENCIAS Y HUMANIDADES DEPARTAMENTO DE FÌSICA FISICA II PRACTICA 2 JUAN PABLO ARIAS ALDANA - 5141858 ANDRES JULIAN SOTO DEL CASTILLO - 5141844

CALORIMETRÍA

OBJETIVOS

- Trabajar en forma práctica los conceptos de calor y temperatura. - Encontrar la CAPACIDAD CALORIFICA (K) de un calorímetro. - Comprobar en forma experimental el calor latente de fusi ón (Lf) del hielo. MATERIALES

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Agua Beaker Hielo Vaso de precipitado Termometro Bascula Pinzas Estufa

ELEMENTOS DE CONSULTA

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Conceptos de calor y temperatura con sus respectivas unidades Temperatura de equilibrio Calor latente de fusión Calorímetro Calorimetría

MARCO TEÓRICO CAPACIDAD CALORIFICA (K) DE UN CALORIMETRO. Es el equivalente en agua del calorímetro que absorbe calor por cada grado de temperatura. Se puede considerar como K= m.c Donde m es el equivalente en gramos del agua y c es el calor especifico del agua. Se puede calcular primero midiendo la temperatura interna de un calorímetro y luego depositando dentro de él una masa conocida de agua caliente. Se agita hasta que se logre una temperatura de equilibrio. Si M=Masa del agua c=Calor especifico del agua Ta= Temperatura inicial del agua caliente Tc= Temperatura inicial del calorímetro Te=Temperatura del equilibrio K= capacidad calorífica del calorímetro Se cumple que el calor cedido por el agua caliente es igual al calor absorbido por el calorímetro: K = (Ta - Te) ———————

(Te - Tc)

CALOR LATENTE DE FUSIÓN (LF) DEL HIELO Es la cantidad de calor por unidad de masa que absorbe el hielo para descongelarse de donde LF = Q —— M Q = mLF El calor latente de fusión (Lf) del hielo se puede calcular en forma experimental depositando una masa de hielo (m) a 0ºC dentro de un calorímetro que contiene una cantidad M de agua caliente a una temperatura Ta. Se agita hasta que el hielo se descongele por completo y se mide su temperatura final de equilibrio (Te).

El cedido por el agua y el calorímetro es el mismo calor absorbido por el hielo para descongelarse y aumentar su temperatura hasta su temperatura de equilibrio .

Por lo tanto Lf = (Mc + K) ———— m

(Ta - Te) - cTe

PROCEDIMIENTOS 1- Pese una cantidad considerable de agua y luego caliente la en la estufa hasta una temperatura Ta entre 50ºc y 60ºc 2- Mida la temperatura interna del calorímetro vacío Te 3- Vierta el agua caliente en el calorímetro y después de taparlo bien agite suavemente hasta obtener la temperatura de equilibrio 4- Calcule la capacidad calorífica del calorímetro 5- Ahora llame Ta a la temperatura que tiene el agua de masa M en este momento 6- Pese un trozo de hielo de masa m y cuando este a 0ºC deposite dentro del calorímetro, evitando al máximo que el calor se escape hacia el exterior, agite suavemente hasta que se descongele por completo 7- Mida la nueva temperatura de equilibrio (Te) y calcule el calor latente de fusión (Lf) del hielo. Compare con el valor teórico: Lf= 79.55 cal/g y calcular el porcentaje de error 8- En cada paso del procedimiento realice el análisis correspondiente 9- Conclusiones del trabajo realizadas RESULTADOS Si M=Masa del agua(273 g) c=Calor especifico del agua (1 cal) Ta= Temperatura inicial del agua caliente (58ºC) Tc= Temperatura inicial del calorímetro (20ºC) Te=Temperatura del equilibrio (54ºC) M2 = Masa del hielo (110 g ) Te 2 = Temperatura de equilibrio 2 (20ºC) CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORIMETRO: K= 275g (58ºC - 54ºC)

—————— = 32.11 (54ºC - 20ºC)

CALOR LATENTE DE FUSION DEL HIELO (Mc + K) Lf= ——— (Ta - Te) - cTe m

= 80 .13 cal/g

ANALISIS DE RESULTADOS Los resultados de la práctica muestran una capacidad calorífica del calorímetro, la cual es relativamente alta y/o mayor en comparación a otros objetos pues el calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos, por lo cual necesitará gran capacidad para aguantar la mayoría de los cambios en la temperatura mientras se registra un equilibrio. El calor latente de fusión en el hielo, tiene un valor teórico de 73,56 y con el laboratorio se puede verificar un gran acercamiento, pues el valor puesto en práctica fue de 80,13 dando así un error humano relativamente bajo, para demostrar la "pureza" de las acciones puestas en el laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA WILSON BUFFA LOU. FÍSICA. EDITORIAL PEARSON. SEXTA EDICIÓN. MÉXICO. 2007.