Equivalencia Térmica Del Calorímetro

Tema: Equivalencia Térmica del Calorímetro

Objetivos:

Objetivo General

Determinar el equivalente térmico del calorímetro

Objetivos Específicos

Calcular el equivalente térmico en agua

Realizar una grafica y comparar los resultados

Conocer el funcionamiento del calorímetro

Marco Teórico

Los Cambios Térmicos

Existirá un cambio térmico cuando dos objetos o cuerpos se mezclen o se junten y cada uno tenga una temperatura distinta, la energía calorífica será diferente, esta fluirá del de mayor temperatura hacia el de menor temperatura, es decir, alcancen el equilibrio térmico.

Cuando dos porciones cualesquiera de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el sistema mismo esta en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo. Experimentalmente se encuentra que, en un sistema en equilibrio térmico, la temperatura en cualquier punto del cuerpo es la misma.

La temperatura esta asociada a la energía cinética promedio que tienen las partículas que constituyen el sistema, esta energía cinética promedio que tienen las partículas que constituyen el sistema, esta energía cinética promedio de las partículas de un sistema es lo que en la Termodinámica se llama energía interna, que es una energía que depende casi exclusivamente de la temperatura del sistema. A mayor energía cinética promedio de las partículas que constituyen un sistema, mayor energía interna y, en general, mayor temperatura del sistema.

Las partículas del sistema de mayor temperatura (que tienes mayor energía cinética) van a transferir parte de su energía a las partículas del otro sistema: Se encuentra que esta interacción entre los dos sistemas da lugar a que las partículas de los dos sistemas alcancen la misma energía cinética promedio y, por lo tanto, la misma temperatura. Es decir, desde un punto de vista microscópico, se entiende como equilibrio térmico entre dos sistemas que las partículas de los dos sistemas tengan la misma energía cinética promedio.

Las unidades utilizadas para medir la transferencia de energía calorífica son:

BTU (British Termical Units) Unidades Térmicas Británicas.

Que en el caso de los aires acondicionados

1 Tonelada corresponde a 12,000 BTU

Caloría es:

Cantidad de energía que se requiere al aumentar un gramo de agua de 14.5 a 15.5 grados centígrados

Equivalencias:

1 BTU=252 cal o es igual a 0.252 Kcal

1 cal = 4.186 Joules

¿Qué es el Calorímetro?

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

Los calorímetros suelen incluir su equivalente, para facilitar cálculos. El equivalente en agua del calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, sólo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes.

¿Qué es el Equivalente Térmico?

Para efectuar medidas calorimétricas es necesario conocer la capacidad calorífica de los elementos que forman el calorímetro. Es evidente que para un mismo aparato la suma de dichas capacidades caloríficas será una constante, y se la ha denominado “equivalente en agua del calorímetro”. Se define como equivalente en agua del calorímetro al peso de agua que necesita la misma cantidad de calor que el termómetro, agitados, paredes del calorímetro, etc, para elevar su temperatura el mismo número de grados. El equivalente en agua es así la capacidad calorífica de una masa de agua, de igual valor a la suma de las capacidades caloríficas de los elementos del calorímetro, se expresa en cal.grado-1. Se determina experimentalmente.

¿Qué método se utiliza para deducir el Equivalente Térmico?

Método del balance de calor.

Para mayor simplicidad se evaluará por este método el calor latente de condensación del agua (coincidente en valor absoluto con el de vaporización).

Para ello una masa de agua fría contenida en un calorímetro a la temperatura Tf, se mezcla con una cantidad de vapor a la temperatura de ebullición Teb y se observa el cambio térmico producido.

Como en los casos anteriores la mezcla (en este caso de la misma sustancia) alcanzará una temperatura final única.

La cantidad de vapor transferida se deduce por diferencia de la cantidad de agua final con la inicial en el calorímetro.

De igual manera habrá que considerar el equivalente en agua del calorímetro

Calor cedido por el vapor

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