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1
1.
EXPERIMENTO No. 8:
2.
OBJETIVO
CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO
Determinar el calor específico de diferentes materiales: Aluminio, Cobre y Bronce,
mediante el método de Mezclas
3.
TEORÍA
El calor Q ganado o cedido por un cuerpo esta relacionado con el cambio de
temperatura:
Q = m c T
Donde: m = masa del cuerpo
c = calor específico del material
T = cambio de temperatura
En nuestro caso: si una porción de metal a alta temperatura se introduce en un
calorímetro con agua fría (ambos a temperatura ambiente), hacemos la nomenclatura:
Calor perdido por la muestra
Q1 =
Calor ganado por el agua fría
Q2 =
Calor ganado por el calorímetro Q3 =
mc (To-Tf)
maf ca (Tf-Ti)
MC(Tf-Ti)
y despreciando las pérdidas de energía al exterior del calorímetro, por conservación de
la energía resulta: Q1 = Q2 + Q3, es decir:
siendo:
mc(To-Tf)
=
maf ca (Tf-Ti) + MC(Tf-Ti) ………….
m
c
Tf
To
Ti
maf
=
=
=
=
=
=
=
=
masa de la muestra (g)
calor específico de la muestra (cal/g°C)
temperatura final del sistema (°C)
temperatura inicial de la muestra (C°)
temperatura inicial del sistema (calorímetro+ agua)
masa del agua fría en el calorímetro (g)
capacidad térmica del calorímetro (cal/°C)
calor específico del agua = 1.00 cal/g°C
MC
ca
(1)
De la ec (1) despejamos el calor específico de la muestra (metal)
ma ca (Tf-Ti) + MC(Tf-Ti)
c=
……
…..
(2)
m(To-Tf)
Al producto (MC) se le denomina "Capacidad Térmica del calorímetro", que debe ser
previamente calculado experimentalmente. (PRIMERA PARTE). Con este valor,
podemos determinar el calor específico de la muestra (c ). (SEGUNDA PARTE)
2
4.
EQUIPO








5.
01 Varilla de fierro de 75cm x ½”
01 Olla de aluminio con mango
01 Termo de medio litro con tapón y termómetro
01 Mechero de vidrio
01 Probeta de vidrio graduada
01 Base de fierro de forma de “V”
Muestras de aluminio, cobre y bronce
01 Aro de fierro con mango y nuez de sujeción
PROCEDIMIENTO
PRIMERA PARTE
Para hallar la capacidad térmica del calorímetro (MC), proceda de la siguiente
forma:
a) Determine la masa del calorímetro con tapa y termómetro.
b) Vierta 100cm3 de agua fría al calorímetro y hallar la masa del sistema (calorímetro
+ agua fría) y con el dato de (a), la masa de agua fría vertida. Anote la temperatura
inicial Ti y maf en la Tabla I.
c) En otro recipiente se calienta 200cm3 de agua hasta la temperatura To = 80°C y se
vierte en el calorímetro cierta masa de agua caliente (mac), se tapay se mide la
temperatura final Tf que alcanza la mezcla. Anote mac, To y Tf en la Tabla I.
d) Calcule la capacidad térmica del calorímetro (MC) mediante la ecuación (3):
mac ca(To-Tf) - maf ca(Tf-Ti)
=
MC
mac
maf
=
=
………………….. (3)
(Tf-Ti)
masa de agua caliente
masa de agua fría
Llenar la tabla I
Tabla I. Cálculo de MC del calorímetro
Masa de agua
fría maf
Temperatura
del agua fría Ti
Temperatura del
agua caliente To
Masa del
Agua caliente
(Promedio) MC = ___________
Temperatura
de la mezcla
MC
3
SEGUNDA PARTE
Para determinar el calor específico de una muestra sólida se procede de la siguiente
forma:
a)
Se vierte 200cm3 de agua fría en el calorímetro y se mide la temperatura del
sistema (calorímetro + agua fría). Se anota la temperatura inicial Ti.
b)
Se halla la masa “m” de la muestra de metal y luego se le introduce en un
recipiente de agua hirviendo por tres o cuatro minutos y se apaga el mechero.
Cuando la temperatura baje a To= 80°C pasar rápidamente solo la muestra
caliente dentro del calorímetro y tápelo.
c)
Lea la temperatura final de equilibrio (Tf)
d.
Usando la ec. (2) se calcula el calor específico de la muestra sólida.
OBTENCIÓN DE DATOS SEGUNDA PARTE
Tabla II.
maf
Material
Aluminio
Cobre
Bronce
m
Cálculo del Calor Específico (c). ec.(2)
To
Ti
Tf
c
CÁLCULOS Y RESULTADOS
1) Halle la capacidad térmica del calorímetro usando los datos de la tabla I y la ec. (3).
MC = ____________________
2) Halle el calor específico de cada muestra , ec.(2). Estime el error experimental.
a)
Aluminio.
c = ______________ error exp% = ______
b)
Cobre.
c = ______________ error exp% = ______
c)
Bronce.
c = ______________ error exp% = _______
PREGUNTAS (5 PUNTOS)
CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES