Constante del calorímetro Calculando la constante del calorímetro determinar que calorímetro es más efectivo

Constante del calorímetro [pic 1][pic 2]

Calculando la constante del calorímetro determinar que calorímetro es más efectivo

Melo León María Fernanda

Ruiz Hernández Wendy [pic 3][pic 4]

En este trabajo se utilizaron muestras de agua destilada para la experimentación y determinación de la constante de un calorímetro; donde las pruebas pertenecientes al calorímetro fabricado con un termo, revelaron un equilibrio medio de 29.4°C, una Temperatura inicial media de 23.98°C y una Temperatura de calentamiento media de 35°C; mientras que en el calorímetro fabricado con unicel se obtuvo un equilibrio medio de 29. 1°C una Temperatura inicial media de 23.68°C y una Temperatura de calentamiento media de 35°C;  obteniendo con esto una constante de calorímetro con un valor de 193.392 para el calorímetro de termo y 95.48416 para el calorímetro de unicel. [pic 5][pic 6]

Energía habitualmente se define como la capacidad para producir trabajo, que a la vez se define como la variación de energía resultante directamente de un proceso. Existen diversas manifestaciones de la energía: energía cinética (producida por un objeto en movimiento), energía potencial (la energía asociada a la posición de un objeto), radiante (proveniente del sol), química (almacenada en las unidades estructurales de las sustancias químicas) y térmica (energía asociada al movimiento de las partículas). Todas esas formas de energía, pueden convertirse unas en otras, cuando una forma de energía desaparece, debe aparecer otra forma de energía de igual magnitud. Este principio se resume en la ley de conservación de la energía: la cantidad total de energía presente en el universo se mantiene constante.

La termoquímica se encarga del estudio de las variaciones caloríficas relacionadas con las reacciones químicas. Casi todas las reacciones químicas, producen (proceso exotérmico) o absorben energía (proceso endotérmico), generalmente en forma de calor (transferencia de energía que se produce entre dos cuerpos a diferentes temperaturas). La termoquímica forma parte de una disciplina más amplia, la termodinámica, que se encarga del estudio de la interrelación entre diversas formas de energía en un sistema; entendiéndose este último como una región en el espacio dentro de la cual existen distintos componentes que interactúan entre sí, y que puede ser de tres tipos, sistema abierto: permite el intercambio de energía y de materia entre el propio sistema y sus alrededores; sistema cerrado: solo permite el intercambio de energía pero no de materia; y sistema aislado: no termite intercambio ni de energía ni de materia hacia sus alrededores.

La primera ley de la termodinámica, se basa en la ley de conservación de la energía; y establece que la energía se puede convertir de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir. La variación de energía interna ΔΕ viene determinada por ; las energías internas del sistema en sus estados inicial y final. La suma de las variaciones debe ser igual a cero:
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En química, generalmente se estudian los cambios asociados con el sistema y no a los alrededores. Así:[pic 10]

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La calorimetría es una técnica experimental que se basa en el cambio de temperatura cuando un sistema absorbe o libera energía en forma de calor. En el laboratorio, los cambios de calor en los procesos físicos y químicos se miden empleando un calorímetro, que es un recipiente cerrado diseñado específicamente para este proceso. La medición de los cambios de calor depende de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica. Así; el calor especifico (S) de una sustancia, es la cantidad de calor necesario para elevar un °C la temperatura de un gramo de dicha sustancia y la capacidad calorífica (C) de una sustancia, es la cantidad de calor necesaria para elevar un °C la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. La relación entre S y C, está dada por ; donde  es la cantidad de sustancia en gramos.    
Si se conoce el calor especifico y la cantidad de sustancia, entonces, la variación de temperatura de la muestra (ΔT) indicará la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso concreto. Las ecuaciones para calcular la variación de calor vienen dadas por: [pic 13][pic 14][pic 15]

La capacidad calorífica de un calorímetro se determina por adición de una cantidad conocida de calor y la medición del aumento de temperatura del calorímetro y la disolución que contiene; ésta capacidad calorífica del calorímetro suele recibir el nombre de constante del calorímetro. [pic 16]

Para el método de mezclas: [pic 17]

Que para el calorímetro sería:  [pic 18]

Así:

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Despejando k obtenemos:

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Con base en lo anterior, en el laboratorio, se procedió a determinar las constantes de dos calorímetros armados en clase, uno de ellos hecho con un termo y el otro elaborado con unicel; de manera que al concluir, fuera posible determinar cuál de los dos calorímetros sería la mejor opción a utilizar para prácticas posteriores.

El procedimiento seguido se presenta en el siguiente diagrama:

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Calculo de la constante del calorímetro

Como consiguiente del seguimiento de la metodología anterior, se obtuvieron los siguientes datos:

Calorímetro (Termo)

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