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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA MECNICA
CURSO : FISICA II
TEMA : CALOR ESPECIFICO DE SOLIDOS
SECCIN : E
INTEGRANTES: VENTOCILLA VILLA ENRIQUE S. JOEL20132125J
VARGAS QUISPE YONNY
20140160E
CICLO 2014 II
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INTRODUCCIN
Si tenemos dos recipientes del mismo material que contienen una cantidad
especfica de agua. Si a uno de ellos le echamos alcohol y al otro una esfera de
plomo, ambos a la misma temperatura e igual cantidad de masa. Observaremos que
en los dos casos la temperatura de equilibrio no ser la misma. A qu se debe
dicho fenmeno! "or qu el termmetro no indica la misma temperatura de
equilibrio!
# para no irnos tan le$os a lo que queremos llegar. Si en nuestra casa de repente
tocamos con una mano una silla de madera, y con la otra mano, una silla de fierro,
en ambos casos la sensacin de frio o calor no va a ser la misma. %a mano que toc
la silla de madera no e&perimentar sensacin de frio o de calor' mientras que en la
mano que toc la silla de fierro e&perimentar una sensacin de frio. A qu se debe
este fenmeno! "or qu si estando a la misma temperatura ambiente, una silla
nos parece ms fra que la otra!
(ueno, toda esta clase de preguntas sern resueltas con el estudio de los temas de
fsica como) la temperatura y calor, propagacin de calor y termodinmica. # es en el
presente informe de laboratorio que desarrollaremos lo estudiado en clase y as
comprender me$or nuestro mundo mega diverso.
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NDICE
*. +ntroduccin. Ob$etivos-. undamentacin terica del tema/. 0epresentacin esquemtica1. 2o$a de datos3. 4lculos y resultados5. Observaciones y conclusiones
6. 0ecomendaciones7. (ibliografa
OBJETIVOS
8eterminar el calor especfico de las masas slidas.
Aplicar la %ey de equilibrio 9rmico a sistemas termodinmicos.
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Aplicar la conservacin de la energa en sistemas con transferencia de
calor.
0econocer el calor como una forma de energa.
Afian:aremos los conceptos de calor, temperatura, calor especifico,
capacidad calorfica
FUNDAMENTACIN TERICA DEL TEMA
Fundamentos fsicos
4uando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en un recinto
adiabtico se producen intercambios calorficos entre ellos alcan:ndose la
temperatura de equilibrio al cabo de cierto tiempo. 4uando se ha alcan:ado este
equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es
cero.
Se define calor especfico ccomo la cantidad de calor que hay que proporcionar a un
gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centgrado. ;n el
caso particular del agua cvale * cal4? /*63 @=g >B?.
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%a unidad de calor especfico que ms se usa es cal4? sin embargo, debemos
de ir acostumbrndonos a usar el Sistema +nternacional de Cnidades de Dedida, y
e&presar el calor especfico en @
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Q=mc=Tf-Ti?
8onde mes la masa, ces el calor especfico, Ties la temperatura inicial y Tfla
temperatura final
Si Ti>Tfel cuerpo cede calor QHF
Si Ti
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se le denomina equivalente en agua del calormetro, y se e&presa en gramos de
agua.
"or tanto, representa la cantidad de agua que tiene la misma capacidad calorfica
que el vaso del calormetro, parte sumergida del agitador y del termmetro y es una
constante para cada calormetro.
;l calor especfico desconocido del ser por tanto
;n esta frmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinare&perimentalmente.
Determinacin del equialente en agua del calormetro
Se ponen Mgramos de agua en el calormetro, se agita, y despus de un poco de
tiempo, se mide su temperaturaT0. A continuacin, se vierten mgramos de agua a la
temperatura T. Se agita la me:cla y despus de un poco de tiempo, se mide la
temperatura de equilibrio Te.
4omo el calormetro es un sistema adiabticamente aislado tendremos que
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=M+k?=Te-T0?+m(Te-T?=0
Determinacin del calor especfico del slido
*. Se pesa con una balan:a una pie:a de material slido de calor
especfico cdesconocido, resultando msu masa. Se pone la pie:a en agua
casi hirviendo a la temperatura T.
. Se ponen Mgramos de agua en el calormetro, se agita y despus de poco de
tiempo, se mide su temperatura T0.
-. Se deposita rpidamente la pie:a de slido en el calormetro. Se agita, y
despus de un cierto tiempo se alcan:a la temperatura de equilibrio Te.
Se apuntan los datos y se despe$a cde la frmula que hemos deducido en el primer
apartado.
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%a e&periencia real se debe hacer con mucho cuidado, para que la medida del calor
especfico sea suficientemente precisa. 9enemos que tener en cuenta el intercambio
de calor entre el calormetro y la atmsfera que viene e&presado por la denominada
ley del enfriamiento de LeJton.
REPRESENTACON ESQUEMTICA
!ro"lema #$ Con estos datos e%perimentales determine usted la capacidadcalorfica de su calormetro$
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!ro"lema &$ Determine usted el calor especifico del material
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CLCULOS Y RESULTADOS
*. 8atos obtenidos para determinar la capacidad calorfica del colormetro.
'asa del calormetro(Kg) $*# Kg'asa del agua en (Kg) en temperatura +a $& Kg'asa del agua en (Kg) en temperatura +" $#* Kg+emperatura en a (+a) ,K &-. K+emperatura en " (+") ,K K+emperatura de equili"rio (+e) #* KCapacidad calorfica del calormetro 00
2allamos la capacidad calorfica utili:ando la siguiente relacin)
CC(TeTa )+ma (H2O )Ce (H2O )(TeTa )=mb (H2 O )Ce(H2O ) (TeTb)
CC=(m
a(H2O )C
e (H2O )(TeTa )+mb (H2O)Ce (H2O )(TeTb ))
(TeTa )
CC=21.052Cal
. 8atos para determinar los calores especficos de los slidos.
Solido de metal 'etal # 'etal & 'etal
'asa del slido F.*1Bg F.F71Bg F.*7*1Bg
'asa del calormetro F./1*Bg F./1*Bg F./1*Bg
'asa del agua F.1FBg F.1FBg F.1FBg
Calor especifico del calormetro (J/Kg,K) *.F1 *.F1 *.F1
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+emperatura inicial del solido (,K) --- -1 -1*
+emperatura inicial del agua (,K) 73.1 76 -F*
+emperatura inicial del calormetro (,K) 73.1 76 -F*
'asa del calormetro con agua F.5F*Bg F.5F*Bg F.5F*Bg
12345S5S D6 D1+7SA? "ara el clculo de los calores especficos de los slidos.
!ara el metal #8
Cam"io de temperatura del agua9+ .$*
Cam"io de temperatura del calormetro 9+ -3.1
'asa del agua Kg F.1FBg
+emperatura del equili"rio ,K 76
'asa del cuerpo Kg F.*1Bg
+emperatura del cuerpo ( Ts ,K ---
"ara calcular el calor especfico del solido utili:amos la siguiente relacin)
mcx Ccuerpox (TeTs )=(Cc+mH2
ox Ce)x ( T)
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Ccuerpo=(Cc+mH
2ox Ce)x ( T)
mcx (TeTs )
Ccuerpo (1)
=2.261
( J
Kg K
)!ara el metal &8
Cam"io de temperatura del agua9+ *
Cam"io de temperatura del calormetro 9+ 1/
'asa del agua Kg F.1FBg
+emperatura del equili"rio ,K -F*
'asa del cuerpo Kg F.F71Bg
+emperatura del cuerpo ( Ts ,K -1
"ara calcular el calor especfico del solido utili:amos la siguiente relacin)
mcx Ccuerpox (TeTs )=(Cc+mH2
ox Ce)x ( T)
Ccuerpo=(Cc+mH
2ox Ce)x ( T)
mcx (TeTs )
Ccuerpo (2)=3.021( JKg K)
!ara el metal 8
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Cam"io de temperatura del agua9+ *
Cam"io de temperatura del calormetro 9+ 1F
'asa del agua Kg F.1FBg
+emperatura del equili"rio ,K -F-
'asa del cuerpo Kg F.*7*1Bg
+emperatura del cuerpo ( Ts ,K -1*
"ara calcular el calor especfico del solido utili:amos la siguiente relacin)
mcx Ccuerpox (TeTs )=(Cc+mH2
ox Ce)x ( T)
Ccuerpo=(Cc+mH
2ox Ce)x ( T)
mcx (TeTs )
Ccuerpo (3)=1.474 ( JKg K)
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Conclusiones8
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;l calor es la energa que se transfiere de un ob$eto a otro debido a una
diferencia de temperaturas.
;l calor de$ar de fluir de un cuerpo de alta a otro de ba$a temperatura,
hasta que sus temperaturas se igualen.
%a capacidad calorfica es la cantidad de calor necesaria para elevar la
temperatura en un grado.
Luestros resultados de hallar los calores especificos de los slidos ,
coinciden apro&imadamente con los e&puestos en los libros de fisica.
Al reali:ar una e&periencia de calorimetria, siempre e&istiran perdidas de
calor al ambiente, y es nuestro deber hacer que estas perdidas sean
minimas para lograr una buena apro&imacion de lo que queremos hallar
7"seraciones8
;&isten slidos de calor especfico practicamente despreciable=plomo? y
es as que al someterlo en contacto trmico con una sustancia de diferente
temperatura,la temperatura del sistema no tiene una variacion
considerable.
Al sacar cualquiera de los slidos sometidos en agua caliente para luego
ponerlo en el calormetro, se puede apreciar una prdida de calor, es decir,
se entrega calor al ambiente y es por ello que el proceso debe ser
inmediato , para que este calor perdido sea mnimo.
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Lotamos que la transferencia de calor se da instantaneamente y que la
temperatura de equilibrio esta acotada por la temperatura m&ima y
mnima.
RECOMENDACIONES
9raba$ar con instrumentos que nos proporcionen errores mnimos en los
clculos. "or e$emplo, usar un termmetro de buena presicin.
Csar cantidades de masa considerables de los materiales a detallar, ya que
nos facilitara el traba$o y har que haya menos prdidas de masa en la
e&periencia. "or e$emplo en el agua usar una cantidad de FFml promedio
para cada e&periencia.
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"ara reali:ar el e&perimento calentar el agua a una temperatura bastante
ale$ada del otro material para as observar con claridad la variacin de
temperatura. "ero no calentar hasta *FFo4 ya que as lograra alcan:ar su
temperatura de ebullicin y estaramos errando en los clculos.
9ener claro los conceptos de calor, temperatura, para as lograr una mayor
comprensin de las e&periencias desarrolladas. Adems de ello, previamente
a reali:ar las e&periencias, leer el manual de laboratorio sobre las
e&periencias a desarrollar para tener nocin de lo que se har en el
laboratorio.
BIBLIOGRAFA
FSICA UNIVERSITARIA!S"#$%. &"'#(%)*
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F,%# I S"$#*
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