Área de Física Laboratorio 2: Capacidad Calórica de Sólidos

Universidad Diego Portales, Instituto de Ciencias Básicas,[pic 1]

Área  de  Física

Laboratorio 2: Capacidad Calórica de Sólidos

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Resumen:[pic 11]

En este experimento se estudió la Capacidad Calorífica de los Sólidos que se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura en 1°C, esto a partir de la conservación de la energía aplicada mediante  Termodinámica, esta estudia la interacción entre dos sistemas térmicos con distinto estado de térmico, es decir con distinta temperatura. Para ello pondremos dos cuerpos A y B en contacto térmico en el interior de un calorímetro aislado térmicamente del medio exterior y poder determinar el calor específico de una pieza metálica que transfiere energía térmica a un sistema aislado que contiene agua.

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1. Introducción

a.- ¿Defina Calor y sus unidades en el S.I?

Calor se define como la transferencia de energía entre dos o más cuerpos que se encuentran a diferentes  temperaturas. Este flujo de energía siempre ocurre hasta que los cuerpos en cuestión  alcanzan el equilibrio térmico. Sus unidades en el sistema internacional (S.I.) son el Joule [J], aunque también,  puede ser dado en Calorías [cal] y en la Unidad Térmica Británica [BTU].

b.- ¿Qué representa la capacidad calórica?

Representa la dificultad que posee una sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo un suministro de calor, en otras palabras es el resultado de la división entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo [Q] y la variación de temperatura que este experimenta [∆T]. [pic 14]

2. Marco teórico

El estudio de  la Capacidad Calorífica de los Sólidos es originado por la                         interacción de dos sistemas térmicos a distinta temperatura, en el cual  la capacidad calorífica viene representada por la condición de equilibrio:

MA CeA (Tf - TiA) + K (Tf -TICal) + MB CeB (Tf -TiB) = 0

 En este experimento  “K” el equivalente de la capacidad calorífica del Calorímetro.

3. Diseño del experimento

En este experimento se determina el calor           especifico de una pieza metálica que transfiere energía a un sistema cerrado (aislado) que contiene agua (Fig:1) .

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               Fig. 1: Montaje

4. Desarrollo del experimento

a) Materiales:

• Pieza cilíndrica de metal.
•  Calorímetro.
•  Termómetros.
•  Pinza.
•  Balanza.
•  Sistema calentador de agua Pasco.
•  Hilo de pescar de 30 cm para      sostener la pieza metálica.
•  Agua, Paño.
•  Soportes con barra metálica larga y una corta.
• Guantes.

b) Montaje:

Para comenzar el experimento  se deposita  agua fría en un vaso, se masa y es vertida en el Calorímetro (de peso conocido). Posteriormente se alcanza el punto de ebullición del agua dentro de la fuente de calor, esta luego  se pesa y se vierte en el calorímetro con el agua fría. Finalmente el sistema llega a una temperatura estable, registrándose y obteniendo el “K” del Calorímetro.

 Del mismo modo, se masa un cilindro de algún material (cobre, aluminio y acero) este es puesto en el calefactor con agua hasta hervir. Nuevamente se masa agua fría  y  es vertida en el Calorímetro, registrándose la temperatura inicial del sistema (agua y Calorímetro). Una vez que el agua alcanza el punto de ebullición, el cilindro de un material se deja en el Calorímetro con el agua fría, y se espera hasta alcanzar la temperatura de equilibrio la cual será la temperatura final del sistema, esta se registra y se obtiene el “C” del material. [pic 16]

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