MECHERO DE ALCOHOL Vamos a calcular el calor que nuestro

mechero de alcohol
Página 1 de 4
MECHERO DE ALCOHOL
Vamos a calcular el calor que nuestro mechero de alcohol entrega a un vaso de precipitados
con agua, midiendo solamente tiempos y temperaturas.
Medimos 250 cc de agua y los echamos en un vaso de precipitados que colocamos centrado en la
rejilla de amianto. Debajo colocamos el mechero con su extremo centrado en la rejilla a una
distancia de 2 cm medidos desde la base de la llama a la rejilla. Fijadas estas condiciones
introducimos en el agua la sonda que está conectada al aparato de registro automático y que se
encarga de tomar la temperatura cada minuto. De no disponer de este aparato un simple termómetro
y un reloj son suficientes para saber la variación de la temperatura con el tiempo.
El termómetro de mercurio mide de grado en grado y apreciamos aproximadamnete media división.
La sonda mide décimas de grado. Podemos poner al mismo tiempo la sonda y el termómetro para ver
como a pesar de estar bien calibrado no marcan lo mismo: hay más de un grado de diferencia.
El amianto extiende el calor sobre toda la zona para lograr un calentamiento homogéneo en la base
del vaso. Si el vidrio del vaso no es Pirex un calentamiento local fuerte puede dar lugar a unas
tensiones por dilatación que pueden romperlo.
Empezamos a medir la temperatura, minuto a minuto. Transcurridos diez minutos podemos suponer
que la rejilla de amianto alcanzó su temperatura de equilibrio y que a partir de ahora todo el calor
que recibe se transmite al vaso y a sus alrededores.
Anotamos la temperatura durante otros cinco minutos, de minuto en minuto y, mientras lo hacemos,
agitamos para uniformizar la temperatura. El aparato de registro nos muestra estos datos:
Una vez realizada esta experiencia obtenemos esta tabla de TEMPERATURA / TIEMPO.
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/me... 30/10/2007
mechero de alcohol
TIEMPO (minutos)
TEMPERATURA ( ºC )
Página 2 de 4
inicial
10
11
12
13
14
15
8,9
26
27,5
28,8
30,3
34,4
35,5
A pesar de la oscilación (que puede deberse a que no agitamos uniformemente) la pendiente de la
recta es uniforme. Realizamos varias veces la experiencia y siempre aparecen pequeñas oscilaciones
en diferentes sitios.
Promediando en las distintas experiencias y en distintos tramos de temperatura obtenemos que en 5
minutos la temperatura pasó de 26 º C a 35,5 ºC que representa un incremento de 9,5 º C. En otras
experiencias el incremento es algo mayor que 10ºC. Promediamos y obtenemos 10º de incremento
medio.
El calor recibido por el agua del vaso en esos 5 minutos ha sido: ΔQ=m.Ce.(TF – TO)
El calor específico del agua es 1 si lo definimos en calorías /g.grado: 1 gramo de agua líquida
necesita el aporte de 1 caloría para elevar un grado su tempratura. En el S.I. el Ce del agua vale 4180
J / kg ºC.
ΔQ=0,25 · 4180 · (10)=10.450 J
Deducimos que esta es la energía calorífica que nuestro vaso recibirá siempre de ese mechero,
colocado de esa forma durante cinco minutos.
CALOR QUE ENTREGA EL MECHERO EN UN TIEMPO DADO
Consultamos en un libro el calor de combustión del alcohol etílico (podíamos haber usado el alcohol
metílico, que es el alcohol de quemar, pero en esta práctica usamos etílico) y obtuvimos un valor de
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/me... 30/10/2007
mechero de alcohol
Página 3 de 4
1.367 kJ/mol. El alcohol etílico es una sustancia químicamente pura y su calor de combustión está
perfectamente definido.
Un mol de CH3-CH2-OH=46 gramos
Calor de combustión 29.717,4 J/g (menor que el que tiene el butano).
Pesamos el mechero de alcohol y lo mantenemos encendido durante treinta minutos. Después lo
apagamos y dejamos que se enfríe. Una vez enfriado volvemos a pesarlo y observamos una variación
de su masa.
En media hora su masa disminuyó en 11,6 g.
Por lo tanto en cinco minutos se queman 1,9 g. Repetimos la experiencia y
obtenemos una media de 2 g quemados cada cinco minutos.
La cantidad de alcohol quemado depende mucho de la longitud de la mecha. En
la superfiicie de la mecha de algodón se evapora el alcohol y este alcohol
evaporado es el que se quema. La mecha está impregnada en alcohol que enfría
la mecha al evaporarse y ésta apenas se quema.
A mayor longitud de mecha mayor evaporación y mayor calor obtenido por
minuto.
Por lo tanto en 5 minutos se desprenden:
29717,4 J/g ·2g=59.434 J
RENDIMIENTO
Calculamos ahora el rendimiento del proceso de calentamiento del agua del vaso.
Sabemos el calor dado por el mechero en cinco minutos y sabemos la cantidad de calor que fue a
parar al agua del vaso en el mismo tiempo. El tanto por ciento de aprovechamiento es de:
Rendimiento=(10.450 / 59434)·100=18%
CONCLUSIÓNES
El calor transmitido dependerá de las corrientes de aire, de la temperatura de la habitación..., pero el
orden del rendimiento que obtenemos despues de realizar la experiencia varias veces es de menos del
18%
Cada cinco minutos el vaso recibirá unos 10.450 ± 500J . La imprecisión se ha obtenido restando los
casos más extremos de la temperatura en distintos tramos.
¡Qué dificil es expresar las medidas con exactitud!¡Cuántos factores las modifican!
El calor generado en 5 minutos de combustión varía según la cantidad de mecha que salga del
mechero. Aproximadamente se transmite menos de un 18 % de ese calor al vaso.
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/me... 30/10/2007
mechero de alcohol
Página 4 de 4
Nos extraña que el rendimiento del mechero de alcohol sea mayor que el del mechero de campinggas, pero es lo que obtenemos.
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/me... 30/10/2007