Elaboración de calorímetro y determinación de constante de equilibrio

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

Abstract

 El siguiente experimento se realizó para determinar una constante de equilibrio para determinar qué cantidad de calor es conducido por los componentes de un  calorímetro, al realizar calorímetro casero y realizar una calibración se obtuvo una  temperatura constante de la mezcla de agua  para poder obtener una constante del calorímetro y poder determinar cuanta calorías son necesarias para poder elevar la temperatura un grado Celsius.    

Planteamiento del problema

¿Qué cantidad de calor es conducido pérdida o absorbido por los componentes del calorímetro?

 Marco teórico

La calorimetría se refiere a los cambios térmicos asociados en las reacciones químicas ,se encarga básicamente de la  conversión de la energía química en energía térmica, se considera una parte de la termodinámica debido a que estos problemas están basados en la fundamentación del principio primero de la termodinámica, a través de la calorimetría es posible determinar experimentalmente el calor que se absorbe o desprende en una reacción química, por un calorímetro las cuales tiene efecto en la transformación de energía química a térmica.

El calor en la termodinámica es energía transferida como resultado de una diferencia de temperatura, la energía fluye como calor desde una región de alta temperatura a una región de baja temperatura, siempre las paredes del sistema no están térmicamente aisladas, si el sistema es más frío que su entorno la energía fluye hacia el interior de un sistema, desde el entorno el calor de la reacción en las reacciones químicas van acompañadas de liberación o consumo de energía, se les denomina reacciones exotérmicas y endotérmicas.

Esta liberación absorción de energía está directamente relacionada con el principio de la conservación de la energía, en un sistema aislado la energía total se mantiene constante si en un proceso cualquiera una cantidad de cierta forma de energía desaparece otra cantidad equivalente, aparece abajo otra forma la cantidad de energía térmica que acompaña el desarrollo determinado proceso químico a temperatura y presión constante, recibe el nombre de calor de reacción el principio que rige los balances de energía que establece que la energía no puede crearse ni destruirse, excepto en los procesos nucleares.

Esta ley también es llamada primer principio de la termodinámica, es la más general de sus formas la primera ley dicen que la velocidad a la cual energía cinética más la potencial más interna, es ingresando el sistema por un fluido más la velocidad a la cual ingresa energía en forma de calor menos la velocidad, en la cual la energía es transformada por el fluido fuera del sistema menos la velocidad a la cual el sistema realiza el trabajo sobre los alrededores es igual a la velocidad a la cual la energía, es acumulada en el sistema abierto o cerrado según la masa puede o no puede atravesar los límites del mismo durante el periodo de tiempo en el que se plantea el balance de energía y balance integran un sistema cerrado debe ser planteado entre dos instantes de tiempo como la energía no puede crearse ni destruirse, los términos de generación o consumo no tienen sentido llegando a la acumulación igual entrada menos salida.

Energía final del sistema – energía inicial del sistema = Energía neta transferida al sistema (entrada – salida)

Energía transferida = Qtw

La primera ley de la termodinámica determina que la energía interna de un sistema aumenta cuando se transfiere calor o realiza un trabajo sobre él

Δu= Qtw

Donde

Δu: incremento de energía interna del sistema ( Δu = u final – u inicial) su unidad de medida en el SI es en julio (J)

Q: calor intercambiado por el sistema con el contorno, u unidad de medida en el SI es el julio aunque también se puede usar la caloría (Cal) . 1 cal = 4.184 J

W: Trabajo intercambiado por el sistema en el contorno  su unidad de medida en el SI es en julio (J)

Al igual que todos los principios de la termodinámica el primer principio se basa en los sistemas en equilibrio un calorímetro adiabático, mide la cantidad de calor y cuya particularidad es encargarse de mantener lo más posible de calor dentro y disminuirlo, evitando que se salga.

El calorímetro es utilizado para determinar el calor específico (la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura a un grado Celsius) de un cuerpo, así como la cantidad de calor cedido o absorbido por un sistema colocado en su interior, es un dispositivo para medir la temperatura y una pared adiabática que impida la transferencia de calor inicial A los alrededores.

Esquemáticamente un calorímetro consta de los siguientes elementos:

• Un recipiente en el que se lleva a cabo el proceso éste está integrado en un sistema de Adiabático con el cual se trata de evitar pérdidas de calor
• el dispositivo de medida de los cambios de temperatura( termómetro)
• el dispositivo de la mezcla de los componentes y de agitación para asegurar la uniformidad de la temperatura de la mezcla

 Para determinar experimentalmente un calorímetro la energía absorbida desprendida es necesario primera b calibrar qué consiste en determinar la capacidad calorífica del calorímetro a la cual establece la cantidad de calor que absorbe o cede.

 Los materiales usados para la construcción del calorímetro deben ser aislantes térmicos estos materiales presentan una elevada resistencia al paso del calor, reduciendo así la transferencia de calor a su temperatura opuesta

Es necesario saber qué tipo de transmisión de calor se produce radiación conducción o convección para determinar qué material aislante se usará en general las características principales de estos materiales es que cuenten con aire en sus cavidades inferiores o con algún gas seco encapsulado en este estado inerte y quieto junto con la baja conductividad térmica.

[pic 5]

[pic 8]

...