CONSERVACION DE LA ENERGIA Y CALORIMETRIA

INTEGRANTES:

LISBETH RUIZ C.EDER CORZO BARROSAILETH ROJA ROJANO

JEINER BARROS PASSO

LIC: RAFAEL CARRASQUILLA OROZCO

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESARFACULTAD DE CIENCIAS BSICAS Y LA EDUCACINLICENCIATURA EN MATEMTICAS Y FSICASVALLEDUPAR CESAR20151. INTRODUCCIN

En el presente informe experimental haremos referencia al tema de la conservacin de la energa y calorimetra. La prctica experimental se divide en dos fases, la primera es comprobar experimentalmente la conservacin de la energa en un calormetro, la segunda fase es medir experimentalmente el calor especfico de muestras metlicas utilizadas por medio de un calormetro, las muestras a utilizar fueron aluminio, cobre y hierro. Para llevar acabo nuestros objetivos nos valimos de una serie de instrumento en el laboratorio y de unos conceptos clave que son: conservacin de la energa, calor especfico, calormetro, capacidad calorfica, calor o energa trmica.

2. FORMULACIN DEL PROBLEMAComprobar experimentalmente la conservacin de la energa al mezclar agua fra y caliente en un calormetro.

3. OBJETIVOS3.1. Objetivo general.Comprobar experimentalmente la conservacin de la energa de la mezcla de agua fra y caliente en un calormetroMedir experimental calor especfico de una sustancia utilizado de por medio un calormetro.

3.2. Objetivos especficos.Averiguar todo sobre la trasferencia de calor y la conservacin de la energaAveriguar sobre el funcionamiento de un calormetro.

4. MARCO TERICO

CALOR:El calor est definido como la forma de energa que se transfiere entre dos sistema o entre un sistema y sus alrededores, debido a una diferencia de temperaturas Existen dos unidades para medir el calor:a) Calora (cal): es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua a un grado Celsius.b) Unidad tcnica britnica (BTU). Es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

CAPACIDAD CALORIFICA:Es la relacin existente entre la cantidad de calor de una sustancia y su correspondiente elevacin de la temperatura

CALOR ESPECFICO (CE):De una sustancia es igual a la capacidad calorfica de dicha sustancia entre su masa:

Sustituyendo tenemos:

En trmino prctico el de una sustancia se define como la cantidad de calor necesario para elevar en un grado la temperatura de una masa unitaria de la sustancia.CALORIMETRO:Es un recipiente que permite medir la cantidad de calor que interacta cuando se mezclan sustancias a diferentes temperaturas, estas tienden a alcanzar el equilibrio trmico, es decir, mientras una pierde calor la otra gana, por ello se realiza un balance de energa en el calormetro y se cumple que: en cualquier intercambio de calor efectuado el calor cedido es igual al absorbido.

CONSERVACION DE LA ENERGIA (PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA): ste expresa que durante una interaccin, la energa puede cambiar de una forma a otra pero su cantidad total permanece constante

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA:La segunda ley de la termodinmica afirma que la energa tiene calidad as como cantidad, y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de la energa

5. MATERIALES 3calorimetro. 2 termmetros. 3muestra diferentes metales Una balanza electrnica. Una estufa elctrica. Una balanza electrnica. Una botella de Agua fra.

6. Procedimiento experimental.

Parte I. conservacin de la energa. Verificar en buen funcionamiento y estado de los materiales que se van a utilizar. Determinar la masa de los calormetros vaco. Llenar con agua fra el calormetro, aproximadamente a un tercio de su capacidad. Determinar la masa del calormetro con agua fra. Llenar con agua caliente el calormetro. Determinar la masa del calormetro con agua caliente. Medir la temperatura del agua caliente y el agua fra. Aadir el agua caliente al agua fra y revuelva con el termmetro hasta que se estabilice la temperatura. Anotar la temperatura de la mezcla final. Repita el mismo procedimiento para distintas masas de agua y temperatura.

Parte II. Medicin del calor especifico en un slido. Medir la masa del calormetro seco y vaco. Medir la masa de las muestras metlicas a usar. Coloque una de la muestra en un bao trmico. (agua hirviendo). Hasta que est en equilibre a la temperatura. Llene otro calormetro con agua fra hasta la mitad y mida la temperatura Despus saque la muestra del agua caliente, squela y suspndala en el agua fra. (sin que toque el fondo del calormetro). Revuelva el agua y mida la temperatura. Anotar todos los datos obtenido en una tabla. Repita este mismo procedimiento con todas las muestras que se van a usar.

7. ANALISIS DE RESULTADOPara nuestro experimento usamos 3 masas, las cuales posean elementos distintos. Los cuerpos fueron:1 pesa de hierro: 20gr1 pesa de cobre: 50gr1 pesa de aluminio: 49,5grLas masas de los calormetros fueron:Cal1= 15,7gr Cal2=6,51 Experiencia.En nuestra primera experiencia queramos demostrar que la energa se conserva, para ello usamos agua caliente con masa Mc=122,2g (ya fue restado el valor del calormetro), a una temperatura de 77c, agua fra con masa Mf =157,7 a una temperatura de 16c.Al mezclar el agua fra y caliente de obtuvo una temperatura de 34c.Haciendo clculos tenemos:Qcal = (Mc) (Tc) (1cal/gc )Qcal = (122.2) (7728) c 1cal/gcQcal= 5987.8 calQf = (Mf) (Tc) 1 cal/gcQf = (157.7) (1628) c. 1 cal/gcQf=1892.4 cal.Queremos demostrar que.Q Ac+ Q Af = Q Ac+AfAhora vemos que.QAc+ Af = ( Mac + Maf ) (34c) 1 cal/gcQAc+ Af = (279,9g) (34c) 1 cal/gcQAc+ Af = 9516.6cal

QAc+ QAf = 5987.8 cal + 1892.4 calQAc+ QAf=7880.2 cal.Lo cual deja una diferencia de 1636,4 que es igual a un error de 17.19, que no es muy grande dadas las condiciones con las que se realizo el experimento.2 Experiencia.Para nuestra siguiente experiencia queramos ver qu pasaba con el calor especfico de cada material al cambiarlo de un calormetro con agua caliente, a uno con agua fra.Empezamos con el cobre.Tomamos una pieza de 50 gr de cobre y la introducimos en agua fra a 16CM agua fra: 138,8gr T=16cM agua cal=195,4gr T=66cHaciendo clculos tenemos:M muestra C muestra (Tini - Tfin) = M agua CH2 ( Tfin - Tfria)= (50gr) C muestra (66-22)= (138,8) (6)C muestra =832,8 2200C muestra=0,3785 j/gcDonde C muestra es el calor especfico del cobre, comparndolo con el valor terico Tenemos un error del 1,68%Para la muestra de hierro tenemos queMfria = 50,2 Tfria=17cTcal= 64Temperatura final = 20c(20gr) C muestra (64-17)c= (50,2g) (3c)C muestra=150,6432C muestra =0, 348 j/gc

Donde C es el calor especfico del hierro. Comparndolo con el valor terico tenemos un error del 27,25%Para el aluminio tenemos que:M Alum= 50 grMfria=114,4 gr Tfria=180c Tcaliente= 71c Tfinal=23cLuego: (59gr) C muestra (71-18) c= 114,4(5) C muestra = 572780 Donde C muestra es el calor especifico del aluminio, comparndolo con el valor terico tenemos un error del 18,15%

MATERIALCALOR ESPECIFICO ERROR

COBRE0,3785 cal/gc1,68%

ALUMINIO= 0.73333 cal/gc18,15%

HIERRO0, 348 cal/gc27,25%

8. CONCLUSIN1. En la primera fase se pudo comprobar de alguna manera que si se conserva la energa; que se realiz por medio de la mezcla de agua fra y agua caliente. Pues se obtuvo una diferencia de 1636,4 que es igual a un error de 17.19, que no es muy grande dadas las condiciones con las que se realiz el experimento.

2. En la segunda fase queramos ver qu pasaba con el calor especfico de cada material al cambiarlo de un calormetro con agua caliente, a uno con agua fra. Y donde se obtena el calor especfico de cada muestra y se comparaba con el valor terico de cada una.

9. Recomendaciones

A la hora de realizar el experimento es importante saber usar los termmetros. Tener en cuenta la temperatura ambiente. Tener en cuenta el tiempo para los mrgenes de errores.

10. REFERENCIAS.1. Laboratorio de fsica Miguel ngel Vargas. Gua de laboratorio: termodinmica: conservacin de la energa y calorimetra. 2. www. Fsicarecreativa.com/guas/calor1.pdf.3. www.wikipedia,enciclopedialibre.com.

ANEXOS