Primer Trabajo De Termpodinamica

1. Establezca una tabla comparativa entre las capacidades caloríficas a presión constante y las capacidades caloríficas a volumen constante.

Rta:

TABLA COMPARATIVA

Capacidades caloríficas a presión constante Capacidades caloríficas a volumen costante

la capacidad calorífica a presión constante es igual a la variación de entalpía con respecto a la temperatura, o sencillamente la relación entre el cambio de entalpía y la diferencia entre las temperaturas. Cp es una propiedad extensiva y su valor es característico de cada sistema de tal manera que en esta forma no es demasiado útil, sin embargo si esta propiedad se expresa por unidad de masa o por unidad de moles, nos encontramos con dos nuevas En palabra se diría que la capacidad calorífica a volumen constante está dada por la variación de energía interna con relación a la temperatura o que es igual la relación entre el cambio de energía interna y la diferencia en la temperatura.

2. ¿Cómo podría Ud. diseñar un experimento para determinar la capacidad calorífica de un material?

RTA: MATERIAL DISPONIBLE

a) Las muestras son cilindros huecos en los que se introduce una resistencia de calentamiento. Un termopar de cromel-alumel se encuentra en contacto térmico con la muestra para la medida del calntamiento. Hay una muestra de Aluminio (4 g), otra de bronce (13g) y una de grafito (3.9 g). La resistencia de calentamiento está en serie con una resistencia de R ohmios. R se puede calcular a partir de la corriente y de VR.

b) Un milivoltímetro o lock-in para medir la tensión suministrada por el termopar (factor 100 de amplificación en el rango de 10 mV) o un termopar con amplificador (factor 130).

c) Una fuente de alimentación

d) Un ordenador con tarjeta de adquisición de datos.

MEDIDAS A REALIZAR

Utilizando el programa de adquisición "Registrador gráfico", registrar y guardar varias curvas de calentamiento y enfriamiento para diferentes valores de la tensión aplicada (tiempo de adquisición de unos 880 segundos). Introducir un factor de multiplicación para ver la gráfica en el tamaño adecuado (éste no afecta a los datos que quedan registrados en el fichero).

La potencia suministrada en cada instante se puede calcular a partir de la tensión aplicada (V0) y la tensión en la resistencia de medida (VR). Como la corriente es I=VR/R y la diferencia de potencial en la resistencia de calentamiento es VC=V0 - VR, la potencia será W= (V0 - VR )I. NO SUPERAR NUNCA LOS 5 W DE POTENCIA. La temperatura se obtiene directamente de la señal medida por el canal 1 (se encuentra almacenada en volt), corregida con el factor de amplificación del milivoltímetro (130). Utilizar las tablas o gráficas de calibración del termopar para transformar los valores de tensión (en mV) en temperatura.

3. ¿Qué relación hay entre el calor latente de sublimación y los calores latentes de fusión y de vaporización de una sustancia pura?

RTA:

Cuando una sustancia sólida se calienta, pasa del estado sólido al estado líquido en un proceso denominado fusión, que ocurre, para una dada presión, a la temperatura de fusión Tf. De manera similar, si se enfría el líquido por debajo de Tf. pasará al estado sólido en un proceso que se denomina solidificación. Cuando se calienta un líquido hasta su temperatura de ebullición Te, el líquido sufre una transición al estado de vapor denominada vaporización. De manera inversa, si un vapor que está a temperatura mayor que Te se enfría, pasa al estado líquido y el proceso se denomina licuefacción. Otro tipo de transición es la sublimación, que es el cambio de estado sólido–vapor, sin pasar por un estado líquido intermedio. En todos estos procesos está involucrada una cantidad de calor que

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