UNIVERSIDAD VERACRUZANA

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS. REGIN POZA RICA-TUXPAN

LABORATORIO DE FSICOQUMICA

PRCTICA 6CALOR ESPECFICO

OBJETIVO

Determinar la capacidad calorfica de un calormetro simple y utilizarla para la obtencin del calor especfico de un slido metlico, por medio de arreglos experimentales similares.

INTRODUCCIN El calor especfico de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para aumentar en 1 grado centgrado ( o 1 kelvin) la temperatura de 1 gramo, sin que cambie su estado fsico. El calor especifico de casa sustancia es una propiedad fsica de la misma, y es diferente para cada uno de los estados: slido, lquido o gaseoso. As, el calor especfico del hielo es de 0.50 cal/g C en las cercanas de los 0C. Para el agua lquida vale 1.00 cal/g C, mientras que para el vapor vale 0.48 cal/g C cerca de los 100 oC.La capacidad calorfica de un cuerpo es la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura 1C. Es el producto de su masa por su calor especfico.La ecuacin general que define a la capacidad calorfica es: ..................................(a)

El calor especfico de las sustancias puede determinarse si el proceso se efecta a volumen o a presin constante, designndose Cv y Cp respectivamente; sus calores varan en funcin de la temperatura.

En el caso de los gases, el valor de Cp es mucho mayor que Cv, (Cp = Cv + R, donde R=1.987 cal.mo1- 1. K-1), mientras que en los lquidos y slidos esta diferencia es mucho menor.Para las medidas experimentales, es necesario recordar que el calor ganado (mCp(T) debe ser exactamente igual al calor perdido (mCp(T); por esta razn de debe conocer la capacidad calorfica del recipiente donde se efecta la medicin, puesto que tambin consume calor. En 1841, Dulong y Petit descubrieron una relacin constante para las capacidades calorficas de los elementos metlicos; se anuncia de la siguiente manera: A temperatura ambiente el producto del calor especfico a presin constante (Cp) por el peso atmico de los elementos en el estado slido es un valor aproximadamente constante de 6.4 cal.tomo gr-1 K-1; esta ecuacin tiene un gran uso prctico para determinacin del peso atmico de los metales.

MATERIAL Y/O EQUIPO SUSTANCIAS

Calormetro simple Agua destilada

Termmetro (150 C 400 C) Estao (granalla)

Termmetro PARR.

Probeta de 100 ml

Tapn de hule para tubo de ensaye

2 Tubos de ensaye

Pinzas para tubo de ensaye

Mechero

Triple

Tela de asbesto

Vaso de precipitado de 1 litro

Vaso de precipitado de 500ml

Vaso de precipitado de 250 ml

Esptula

Pizeta

PROCEDIMIENTO

Capacidad calorfica

1. Efectuar el arreglo experimental mostrado en la figura 4.1 utilizando el calormetro de cierta capacidad, provisto de un termmetro y agitador.

2. Destapar con cuidado el calormetro y adicionar 150 ml de agua a 25 C aproximadamente; taparlo hasta obtener lectura constante de la temperatura en el termmetro (T1).

Figura 4.1 Arreglo experimental de un calormetro

3. En un vaso de precipitado agregar agua a 40C aproximadamente, introduciendo una probeta que contenga 50 ml de agua a la misma temperatura. Colocar el termmetro dentro de la probeta como se muestra en la figura 4.1, y agitar con el termmetro hasta obtener una temperatura constante (T2); retirar el termmetro, leer el volumen del agua y suministrarla lo ms rpidamente posible al calormetro; agitar y registrar la temperatura (T3).4. Para calcular la capacidad calorfica ( C ) del calormetro, aplicar la ecuacin siguiente, considerando que el calor especifico del agua (Cpa) es 1 cal/g C Cpam2 ( T2 T3) = ( C + Cpam1) ( T3 T1) ..(b)

Calor especfico de un slido metlico 1. En un tubo de ensaye, seco y limpio, introducir aproximadamente 10 g de granalla de estao. 2. Colocar durante 10 minutos el tubo tapado con un tapn de hule en un vaso de 500 ml, que contenga agua hirviendo. Anotar exactamente la temperatura (T4) del agua en ebullicin. 3. Realizar los pasos 1 y 2 de la determinacin de la capacidad calorfica del calormetro, teniendo el cuidado de eliminar previamente el agua del experimento anterior y de secar bien el sistema.4. Retirar la tapadera del calormetro y suministrar, lo ms rpidamente posible, el slido metlico del tubo de ensaye, teniendo cuidado de que no entre ninguna cantidad adicional de agua; tapar el calormetro, agitar y anotar la temperatura mxima leda en el termmetro (T5)5. Calcular el calor especifico del slido metlico (Cp) conociendo la capacidad calorfica (C) y los datos experimentales, considerando el calor especfico del agua igual a 1 cal/ grC. m3 Cp (T4 - T5) = ( C + Cpam1) ( T5- T1).............( c)

CUESTIONARIO

a) Defina los trminos de capacidad calorfica y calor especfico.

b) Qu tipo de propiedad son la capacidad calorfica y el calor especfico? Porque?

c) Por qu debe determinarse la capacidad calorfica del calormetro?d) Mencione y explique posibles causas de errores del experimento.

e) Utilizando la ecuacin de Dulong y Petit, calcule el peso del tomo-gramo del estao de acuerdo con los datos experimentales obtenidos y comprelo con el valor del peso atmico verdadero del estao.

f) Convertir el calor especfico obtenido experimentalmente del slido metlico a unidades del sistema ingls y del sistema internacional. Qu puede concluirse al respecto?

g) Mencione algunas de las aplicaciones del calor especfico.

FUENTES DE INFORMACIN

Benson, Sydney W. (2000). Clculos qumicos. Mxico. Limusa.

Castellan, W. Gilbert (1987), Fisicoqumica. 2 Edicin. Mxico, Addison-Wesley Iberoamericana.

Levine, Ira N. (2004), Fisicoqumica, Volumen 1, Quinta Edicin. Mxico, Mc Graw-Hill.

Smith, J.M. , Van Ness H.C. y Abbott M.M. (2003), Introduccin a la Termodinmica en Ingeniera Qumica, 6 Ed. Mxico, McGraw-Hill.PAGE 1

_1221388716.unknown