Informe Calor Específico Física practica de lab PDF

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORNOMBRE DEL ESTUDIANTE : Melanie SimbañaFACULTAD :Facultad de Ciencias QuímicasCARRERA : Bioquímica y Farmacia FECHA: 2021/08/SEMESTRE : PrimeroPARALELO : BF1-005 GRUPO N. 6 PRÁCTICA N °. 10Objetivos Determinar experimentalmente el calor especifico de tres cuerpos de pr...

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: Melanie Simbaña FACULTAD:Facultad de Ciencias Químicas CARRERA: Bioquímica y Farmacia SEMESTRE: Primero

FECHA: 2021/08/20

PARALELO: BF1005

GRUPO N. 6

PRÁCTICA N°. 10

TEMA: Calor Específico de los Cuerpos Objetivos 1. Determinar experimentalmente el calor especifico de tres cuerpos de prueba metálicos. 2. Comprobar la ecuación de equilibrio térmico. Equipo de Experimentación Termómetro

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Cuerpos de Prueba Termómetro Recipiente con agua Calorímetro de mezclas Fuente de calor Balanza Cuchareta

Cuchareta Balanza Fuente de calor

Fuente con Agua

Calorímetro Figura 1.

Cuerpos de Prueba

Fundamento Conceptual • • • • •

Definición de cantidad de calor, ecuación y unidades de medida. Calor especifico de un material: definición, unidades de medida. Ley del equilibrio térmico Transferencia de energía térmica Formas de transmisión del calor. Procedimiento 1. 2. 3.

Identificar el material de los cuerpos de prueba. Registrar en la Tabla 1. Medir la masa de los cuerpos de prueba (mc). Registrar en la Tabla1. Medir la masa del vaso del calorímetro incluido el agitador (m1). Registrar en la Tabla 1.

4.

5.

6.

7.

8.

Añadir agua en el vaso del calorímetro incluido el agitador en una cantidad suficiente para cubrir completamente el cuerpo de prueba. Determinar la masa (m2) y registrar en la Tabla 1. Colocar agua en el recipiente de aluminio, los cuerpos de prueba y la cuchareta; poner sobre la fuente de calor para que se mantengan en ebullición medir su valor (T eb). Registrar en la Tabla 1. Colocar el vaso del calorímetro con el agua y el agitador dentro del vaso aislante, tapar y medir la temperatura inicial en el interior del calorímetro (To). Registrar en Tabla 1. El termómetro debe estar colocando en el orificio central de la tapa, verificando que tenga contacto con el agua. Retirar uno de los cuerpos de prueba utilizando la cuchareta, verificar que no transporte agua y con precaución trasladarlo al interior del vaso del calorímetro; agitar y determinar la temperatura de equilibrio, corresponde al máximo valor que alcanza el termómetro (Teq). Registrar en la Tabla 1. Repetir el procedimiento con los dos cuerpos restantes. Registro de Datos

Tabla 1:

Calor Específico de los Cuerpos mc

m1

(g)

(g)

(g)

55

57

163

106

Plomo

112

57

163

Bronce

83

57

163

Material Cobre

m2

m2-m1

To

Teb

Teq

(°C)

(°C)

(°C)

22

90

25

106

18

85

20

106

20

87

24

Cuestionario 1. Determinar la masa del agua por diferencia entre 𝒎𝑯𝟐𝑶 = (𝒎𝟐 − 𝒎𝟏) 𝑚𝐻2𝑂 = (𝑚2 − 𝑚1 ) 𝑚𝐻2𝑂 = (163 𝑔 − 57 𝑔) 𝑚𝐻2𝑂 = 106 𝑔 2. Determinar la variación de la temperatura para el cuerpo de prueba ∆𝑻𝒄 = (𝑻𝒆𝒃 − 𝑻𝒆𝒒 ) ∆𝑻𝒄 = (𝑻𝒆𝒃 − 𝑻𝒆𝒒) Cobre ∆𝑇𝑐 = (90 °𝐶 − 25°𝐶 ) ∆𝑇𝑐 = 65 °𝐶 Plomo ∆𝑇𝑐 = (85 °𝐶 − 20°𝐶 ) ∆𝑇𝑐 = 65 °𝐶 Bronce ∆𝑇𝑐 = (87 °𝐶 − 24°𝐶 ) ∆𝑇𝑐 = 63 °𝐶 3. Determinar la variación de temperatura del sistema: agua, vaso del calorímetro y agitador: ∆𝑻𝟏 = (𝑻𝒆𝒒 − 𝑻𝒐 ) ∆𝑻𝟏 = (𝑻𝒆𝒒 − 𝑻𝒐 )

Cobre ∆𝑇1 = (25 °𝐶 − 22°𝐶 ) ∆𝑇1 = 3 °𝐶 Plomo ∆𝑇1 = (20 °𝐶 − 18 °𝐶 ) ∆𝑇1 = 2 °𝐶 Bronce ∆𝑇1 = (24 °𝐶 − 20°𝐶 ) ∆𝑇1 = 4 °𝐶 4. Determinar el calor especifico de cada cuerpo de prueba utilizando la ecuación del equilibrio térmico. 𝑸 = 𝒎𝒄∆𝑻 𝑸 𝒄= ∆𝑻𝒎 𝒎𝒄∆𝑻 𝒄= ∆𝑻𝒎 Cobre 𝑐𝑎𝑙 ((106 𝑔)(1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 )(3 °𝐶)) 𝒄= = 0,090 𝑔 °𝐶 (65 °𝐶)(55𝑔) Plomo 𝑐𝑎𝑙 ((106 𝑔)(1𝑔 °𝐶 )(2 °𝐶)) 𝑐𝑎𝑙 𝒄= = 0,030 𝑔 °𝐶 (65 °𝐶)(112𝑔) Bronce 𝑐𝑎𝑙 ((106 𝑔)(1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 )(4 °𝐶)) 𝒄= = 0,089 𝑔 °𝐶 (63 °𝐶)(83𝑔) 5. Comparar los valores experimentales del calor específico obtenido para cada cuerpo de prueba con los valores teóricos. Valor Experimental Valor Teórico Cobre

0,090

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

0,092

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Plomo

0,030

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

0,031

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Bronce

0,089

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

0,092

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Como se puede observar los valores experimentales son muy cercanos a los valores teóricos investigados. 6. Expresar en porcentaje (%) de error la diferencia entre el valor experimental y el valor teórico. Analizar los resultados y justificar. •

Error Porcentual Cobre

𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙 |0,092 𝑔 °𝐶 − 0,090 𝑔 °𝐶 | 0,092

𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

% 2,17 % × 100%

Plomo

𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙 |0,031 𝑔 °𝐶 − 0,030 | 𝑔 °𝐶 × 100% 𝑐𝑎𝑙 0,031 𝑔 °𝐶

3,23 %

Bronce

𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙 |0,092 𝑔 °𝐶 − 0,089 𝑔 °𝐶 |

3,26 %

𝑐𝑎𝑙 0,092 𝑔 °𝐶 •

× 100%

En base a los resultados obtenidos podemos decir que la práctica fue realizada con éxito, ya que el porcentaje de error entre el valor teórico y el valor experimental fueron entre 2% y 3%, siendo así un error muy pequeño, que pudieron ser ocasionados por errores de medición directa en la práctica de laboratorio, pero aun así muy acertados. Como podemos observar el calor específico va a variar para cada material.

Conclusiones •

•

•

Finalmente, el calor específico a una misma temperatura no es igual para todos los materiales. Distintas sustancias tienen diferentes capacidades para almacenar energía interna al igual que para absorber energía ya que una parte de la energía hace aumentar la rapidez de traslación de las moléculas. En base a los cálculos realizados cuando la temperatura del sistema aumenta Q y ∆𝑇 se considera positivo, ya que es la energía térmica que fluye hacia el sistema, cuando la temperatura disminuye, Q y ∆𝑇 son negativas y la energía térmica fluye hacia fuera del sistema. Se logró observar el equilibrio térmico que establece que entre sustancias en contacto térmico por la transferencia de energía, el calor en nuestro caso, para calcular la temperatura de equilibrio tenemos que recurrir a la conservación de energía, ya que la energía térmica total del sistema se mantiene. Bibliografía

Tippens P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones (6ª ed.). México D.F., México: McGraw – Hill Interamericana Editores, S.A....