Practica Capacidad Calorífica de Un Metal

8/19/2019 Practica Capacidad Calorífica de Un Metal

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Laboratorio de Termodinámica Básica II

“Capacidad Calorífca de un Metal”

I.OBJETIVO

El objetivo de esta práctica es calcular la capacidad calorífca de un trozode aluminio estando a di erentes temperaturas para que una vezobtenidos dichos cálculos se comparen con los datos bibliográfcos y así poder calcular el % de error.

II. INTRODUCCI N TE RIC!

Es importante en esta práctica comenzar a defnir que es la capacidadcalorífca.

La temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aporta energía enorma de calor .

El intercambio de calor entre un sistema y su entorno se produce comoconsecuencia de una di erencia de temperatura.

La capacidad calorífca se puede defnir entonces como una relaci n quee!iste entre la cantidad de energía calorífca trans erida a un cuerpo osistema y el cambio de temperatura que e!perimenta.

Es una propiedad e!tensiva" ya que su magnitud depende" no solo de lasustancia" sino tambi#n de la cantidad de materia del cuerpo o sistema$por ello" es característica de un cuerpo o sistema particular. ara unsistema ormado por una sola sustancia homog#nea se defne además elcalor .

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http://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor


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cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo" yviceversa "

Es decir % & ' " en que ) es el calor suministrado por el sistema al

medio ambiente y / el trabajo realizado por el medio ambiente alsistema durante el ciclo.

Establece que la energía de los sistemas depende del estado en que seencuentra" con respecto a la resi n el 0olumen y la 1emperatura y enalgunos casos de otras variables" dado que e!isten ecuaciones quepermiten calcular una tercera variable.

III.DE(!RRO))O E*+ERIMENT!)

,.- rimero se armo el equipo tal y como se muestra en el dibujo dele!perimento" el cual ya estaba armado desde que llegamos allaboratorio.

.- osteriormente pesamos el trozo de alumnio./.- 2on el termometro metido en un orifcio que se encontraba en elcentro del trozo de aluminio hicimos la lectura de la temperaturaambiente del trozo de aluminio sumergido en el agua del vaso deprecipitado.

0.- osteriormente con el mechero de bunsen comenzamos a calentar elagua que contenia el vaso de precipitado con el trozo de aluminio ytermometro sumergidos" tal y como se muestra en el dibujo dele!perimento.

1.- 3edimos el intervalo de tiempo cada vez que la temperaturaaumetaba &45 2" en este caso comenzamos a medir desde latemperaturavambiente que ue de 6.752 hasta 66.752.

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2.- 9na vez que se obtuvieron las mediciones las cuales se anotaron enla tabla de datos se hicieron los calculos de la capacidad calorifca C P

y el calor suministrado para cada temperatura.

DIBUJO DE) E*+ERIMENTO

IV. C!)CU)O( 3 RE(U)T!DO(

T!B)! DE ECU!CIONE(

ECU!CION UNID!DE( (IMBO)O4I!

, C p− delaluminio

= 4.80 + 0.00322 T Caloriasmol− grado

Cp = Capacidad Calorifica

Q= nCp∆T Calorías Q= Calor Suministrado.

/ n= m PM

PM = PesoMolecular

n = moles

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m= masa

0%E =

C p− bibliografico − C p− experimentalC p− bibliografico

× 100 E= Porciento error .

T!B)! DE D!TO(

3asa del ;luminio- :8 g 1emperatura t del sistema en 52 1iempo que tard en llegar a esa

temperatura en minutos6.7 4

86.7 . 6

:6.7 8.:

76.7 :.7&


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K = 38.5 + 273.15 = 311.65 K

Para 48.5°C

K = 48.5 + 273.15 = 321.65 K

Para 58.5°C

K = 58.5 + 273.15 = 331.65 K

Para 68.5°C

K = 68.5 + 273.15 = 341.65 K

Para 78.5°C

K = 78.5 + 273.15 = 351.65 K

Para 88.5°C

K = 88.5 + 273.15 = 361.65 K

C lc!lo de C" "ara cada !na de las tem"erat!ras del sistema

C p− delaluminio

= 4.80 + 0.00322 T

Para 28.5°C

C P− del aluminio = 4.80 + 0.00322 (301.65 )= 5.7713 caloriamol −

Para 38.5°C

C P− del aluminio = 4.80 + 0.00322 (311.65 )= 5.8035caloriamol −

Para 48.5°C

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C P− delaluminio = 4.80 + 0.00322 (321.65 )= 5.8357 caloriamol −

Para 58.5°C


Para 68.5°C


Para 78.5°C


Para 88.5°C


#nter"olaciones "ara encontrar el valor de ca"acidad calorí$cabibliogr $ca % "oder com"arar con los datos e&"erimentales.

Para 28.5°C

>;1? Limite superior Limite in erior 1@ 6.7 52 1@=


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Para 38.5°C

>;1? Limite superior Limite in erior [email protected] 52 1@=


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Para 68.5°C

>;1? Limite superior Limite in erior 1@


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Pasar las C" e&"erimentales de

caloria

mol− a

K!

Kg − °C "ara "oder com"arar con las bibliogra$cas % sacar los '

Para 28.5°C

5.7713 caloriamol − ( K! 239.0057 cal )( 1 molde "l0.027 gde "l )( 1 1 °C )= 0.894 K! Kg− °C

Para 38.5°C

5.8035 caloriamol − ( K! 239.0057 cal )( 1 molde "l0.027 gde "l )( 1 1 °C )= 0.899 K! Kg− ° C Para 48.5°C

5.8357 caloriamol − ( K! 239.0057 cal )( 1 molde "l0.027 gde "l )( 1 1 ° C )= 0.904 K! Kg− °C

Para 58.5°C

5.8612caloriamol − (

K! 239.0057 cal )(

1 molde "l0.027 g de "l )(

1 1 °C )= 0.908

K! Kg− ° C

Para 68.5°C

5.8932 caloriamol − ( K! 239.0057 cal )( 1 molde "l0.027 g de "l )( 1 1 °C )= 0.913 K! Kg− ° C

Para 78.5°C

5.9252caloriamol − (

K! 239.0057 cal )(

1 molde "l0.027 g de "l )(

1 1 °C )= 0.918

K! Kg− ° C

Para 88.5°C

5.9645 caloriamol − ( K! 239.0057 cal )( 1 molde "l0.027 gde "l )( 1 K 1 °C )= 0.924 K! Kg− °C

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Calc!lando el ' de rror de C"

%E =C p− bibliografico − C p− experimental

C p− bibliografico× 100

Para 28.5°C

%E =0.903

K! Kg− ° C

− 0.894 K!

Kg− ° C

0.903 K!

Kg− ° C

× 100 = 0.99

Para 38.5°C

%E =0.908 K!

Kg− ° C − 0.899 K!

Kg− ° C

0.908 K! Kg− ° C

× 100 = 0.99

Para 48.5°C

%E =0.913

K! Kg− ° C

− 0.904 K!

Kg− ° C

0.913 K!

Kg− ° C

× 100 = 0.98

Para 58.5°C

%E =0.919

K! Kg− ° C

−0.908

K! Kg− ° C

0.919 K! Kg− ° C

× 100 = 1.19

Para 68.5°C

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%E =0.924

K! Kg− °C

− 0.913 K!

Kg− ° C

0.924 K!

Kg− ° C

× 100 = 1.19

Para 78.5°C

%E =0.927 K!

Kg− ° C − 0.918 K!

Kg− ° C

0.927 K! Kg− ° C

× 100 = 0.97

Para 88.5°C

%E =0.933 K! Kg− ° C

− 0.924 K! Kg− ° C

0.933 K! Kg− ° C

× 100 = 0.96

C lc!lo del n*mero de moles de al!minio

n= m PM

La masa del trozo de aluminio es de 43 g y el peso molecular delaluminio es de 27g/mol

n= 43 g27 g / mol

= 1.5925 molesde "l

C lc!lo del Calor +!ministrado

Q= nCp∆T

Para 28.5°C

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Pasar las C" ,ibliogra$cas decaloriamol− a

caloriamol− "ara

calc!lar el calor s!ministrado bibliogra$co % -acer lasgra$cas

Para 28.5°C

0.903 K! Kg− °C (239.0057 cal K! )(0.027 gde "l1 mol de "l )(1 °C 1 ° K )= 5.827 caloriamol −

Para 38.5°C

0.908 K!

Kg−

°C (239.0057 cal

K! )(0.027 gde "l

1 mol de "l )(1 °C

1 ° K )= 5.859 caloria

mol−

Para 48.5°C

0.913 K! Kg− °C (239.0057 cal K! )(0.027 gde "l1 mol de "l )(1 °C 1 ° K )= 5.891 caloriamol−

Para 58.5°C


Para 68.5°C

0.924 K! Kg− °C (239.0057 cal K! )(0.027 gde "l1 mol de"l )( 1° C 1 ° K )= 5.962 caloriamol −

Para 78.5°C


Para 88.5°C


ágina &:


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C lc!lo del Calor +!ministrado bibliogr $co "ara -acer gr $ca

Q= nC p− bibliografico ∆T

Para 28.5°C

Q= (1.5925 moles )(5.827 caloriamol− K )(311.65 − 301.65 ) K = 92.794 Cal× 4.184 ! = 388.25 !oulesPara 38.5°C

Q= (1.5925 moles )(5.859 caloriamol − K ) (321.65 − 311.65 ) K = 93.30 Cal× 4.184 ! = 390.36 !oulesPara 48.5°C

Q = (1.5925 moles )(5.891 caloriamol − K ) (331.65 − 321.65 ) K = 93.81 Cal× 4.184 ! = 392.50 !oulesPara 58.5°C

Q= (1.5925 moles )

(5.930 caloria

mol−

K ) (341.65 − 331.65 ) K = 94.435 Cal× 4.184 ! = 395.11 !oules

Para 68.5°C

Q= (1.5925 moles )(5.962 caloriamol − K ) (351.65 − 341.65 ) K = 94.944 Cal× 4.184 ! = 397.24 !oulesPara 78.5°C

Q= (1.5925 moles )

(5.982

caloria

mol − K ) (361.65 − 351.65 ) K = 95.26 Cal× 4.184 ! = 398.56 !oules

Para 88.5°C

Q= (1.5925 moles )(6.020 caloriamol − K )(371.65 − 361.65 ) K = 95.86 Cal× 4.184 ! = 401.078 !oules

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T!B)! DE RE(U)T!DO(

nde "luminio = 1.5925 moles

Te"peratura

C p − exp C p − exp C p − #ib C p − #ib 6 E

7C 8 calor$asmol −

K! Kg − °C

calor$asmol −

K! Kg − °C

6

6.7 84&.


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