CAPACIDAD TÉRMICA EN LOS METALES

PRACTICA Nº 13. CALOR

TITULO

CAPACIDAD TÉRMICA EN LOS METALES

OBJETIVO: Observar la conservación de la energía, transferencia de calor, y la capacidad calorífica de diferentes metales y su comportamiento

TEORIA:

Cuando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en un recinto adiabático se producen intercambios caloríficos entre ellos alcanzándose la temperatura de equilibrio después de cierto tiempo. Cuando se ha alcanzado este equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero.

Calor específico c es la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua c vale 1 cal/ (g ºC) ó 4186 J/(kg ºK).

La unidad de calor específico que más se usa es cal/ (g ºC) sin embargo, el Sistema Internacional de Unidades de Medida, expresa el calor específico en J/ (kg ºK)

La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la ecuación:

Q=m*c*(T_f-T_i)

Donde m es la masa, c es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final

• Si Ti>Tf el cuerpo cede calor Q<0

• Si Ti<Tf el cuerpo recibe calor Q>0

PROCEDIMIENTO:

La experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso de Dewar. El vaso se cierra con una tapa hecha de material aislante, con dos orificios por los que salen un termómetro y el agitador, como se observa en la figura 3.

1. Tome un trozo de hierro u otro metal. Determine su masa (m)

2. Vierta 300 ml de agua a temperatura ambiente en el calorímetro; Con un termómetro mida la temperatura del agua (Ta)

3. Introduzca el metal en un recipiente que contenga agua hirviendo y pasados dos minutos mida la temperatura del líquido en ebullición (Th).

4. Retire el metal del agua hirviendo e introdúzcalo rápidamente en el calorímetro que contiene agua a temperatura (Ta), tape el calorímetro, introduzca el termómetro. La temperatura del agua irá aumentando hasta (trascurrido 1 minuto) alcanzar el valor de equilibrio térmico (Te).

5. El calor cedido por el metal será igual a la masa del metal por su calor específico y por el cambio de temperatura experimentado por éste. Es decir cambio de temperatura experimentado por éste. Es decir, Q cedido = m * Ce * (Th - Te) El calor J) * (T- T). Igualamos ambos absorbido por el agua será: Q absorbido = ml * (4186 Kg °K e acalores y despejamos Ce, dando que

6. Repita los pasos anteriores para los dos metales restantes y complete la siguiente tabla.

MATERIAL TEMPERATURA INICIAL Ta (°K) TEMPERATURA FINAL Ta (°K) TEMPERATURA EBULLICIÓN Th (°K) CALOR ESPECIFICO c(J*〖Kg〗^(-1)*K^(-1)) CAPACIDAD CALORIFICA C(J*K^(-1))

HIERRO

295.5 293.9 362.1 0.08828

0,450

COBRE-ZINC

295.5 293.7 362.1 0.58509 0,385

ALUMINIO

295.5 295.1 362.1 1.78959 0,897

C_e=m_l*(4186 j/(Kg°K))*((T_(e-) T_a))/(m*(T_h-T_e))

Dónde:

m: Masa del metal.

m1: Masa del agua en calorímetro.

(Ta): Temperatura inicial del agua.

(Th): Temperatura del agua en ebullición.

(Te): Temperatura de equilibrio del sistema.

De esta forma, y con la ayuda de una tabla de calores específicos, podemos averiguar de qué metal se trata.

La temperatura inicial y final relacionada corresponde al líquido donde se colocan los metales dentro

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