El documento explica conceptos sobre la capacidad calorífica y el calor específico. Indica que la capacidad calorífica mide la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia y que el calor específico es la capacidad calorífica por unidad de masa. También describe cómo se puede calcular experimentalmente el calor específico y presenta ejemplos de cálculos de calor involucrando cambios de temperatura y masa.
El documento explica conceptos sobre la capacidad calorífica y el calor específico. Indica que la capacidad calorífica mide la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia y que el calor específico es la capacidad calorífica por unidad de masa. También describe cómo se puede calcular experimentalmente el calor específico y presenta ejemplos de cálculos de calor involucrando cambios de temperatura y masa.
El documento explica conceptos sobre la capacidad calorífica y el calor específico. Indica que la capacidad calorífica mide la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia y que el calor específico es la capacidad calorífica por unidad de masa. También describe cómo se puede calcular experimentalmente el calor específico y presenta ejemplos de cálculos de calor involucrando cambios de temperatura y masa.
El documento explica conceptos sobre la capacidad calorífica y el calor específico. Indica que la capacidad calorífica mide la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia y que el calor específico es la capacidad calorífica por unidad de masa. También describe cómo se puede calcular experimentalmente el calor específico y presenta ejemplos de cálculos de calor involucrando cambios de temperatura y masa.
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Capacidad calorfica y calor especfico
Los objetos pueden emitir o absorber calor: carbn al rojo vivo emite calor en forma de energa ra
El calor especfico indica la cantidad de calor que se debe agregar a 1 g de una sustancia para elevar su temperatura 1 K (o 1 C). Los calores e
En el caso de sustancias puras, la capacidad calorfica suele darse para cierta
cantidad de la sustancia. La capacidad calorfica de 1 mol de una sustancia se denomina capacidad calorfica molar. La capacidad calorfica de 1 g de una sustancia es su capacidad calorfica especfica, o simplemente su calor especfico . El calor especfico de una sustancia se puede determinar experimentalmente midiendo el cambio de temperatura, T, que experimenta una masa conocida, m, de la sustancia cuando gana o pierde una cantidad especfica de calor, q:
Ec. 1
Por ejemplo, se requiere 209 J para aumentar la temperatura de 50.0 g de agua en
1.00 K. Por tanto, el calor especfico del agua es Un cambio de temperatura en kelvin es igual en magnitud a un cambio de temperatura en grados
Observe que el calor especfico del agua lquida es ms alto que el de las dems sustancias de la lista. Por ejemplo, es unas cinco veces ms grande que el del aluminio metlico. El elevado calor especfico del agua afecta el clima de la Tierra porque mantiene la temperatura de los ocanos relativamente constante. Podemos calcular la cantidad de calor que una sustancia gan o perdi usando su calor especfico junto con mediciones de su masa y del cambio de temperatura. Si reacomodamos la ecuacin, obtenemos
Ec. 2
Ejemplo
a) Cunto calor se necesita para calentar 250 g de agua (ms o menos un vaso) de 22C (temperatura ambiente) a cerca de su punto de ebullicin, 98C? El calor especfico del agua es de 4.18 J/g*K.
(b)Calcule la capacidad calorfica molar del
agua. Solucin Anlisis: En (a) debemos hallar la cantidad total de calor necesaria para calentar la muestra de agua. En (b) deberemos calcular la capacidad calorfica molar.
Estrategia: Conocemos la cantidad total de agua y el calor especfico (es decir, la
capacidad calorfica por gramo) del agua. Con esto y el cambio total de temperatura, podemos calcular la cantidad de calor. Resolucin: (a) El agua sufre un cambio de temperatura de T = 98C - 22C = 76C = 76 K. Usando la ecuacin 2, tenemos (b) La capacidad calorfica molar es la capacidad calorfica de 1 mol de
La capacidad calorfica molar es la capacidad calorfica de 1 mol de sustancia. Em
atmicos del hidrgeno y el oxgeno, tenemos 1 mol H2O =18.0 g H2O. A partir d Capacidad calorfica molar = (4.18 J/g*K) (18.0 g/1mol)= 75.2 J/mol*K
Calorimetra Las tcnicas y equipos empleados en calorimetra dependen de la naturaleza del proceso que se estudia. Generalmente se utilizan calormetros, los cuales son empleados en trabajos muy exactos con buenas precisiones, tambin es comn usar un calormetro de vasos para caf muy sencillo, como el que se muestra en la figura, para no permitir el intercambio de calor desde el interior del calormetro al exterior (paredes adiabaticas). Dado que los calormetros no estn sellados ni con altas presiones ni al vaco, una reaccin o cualquier proceso se efecta bajo presin atmosfrica (presin constante).
En un calormetro pueden ocurrir reacciones que liberan o absorben calor o
procesos de transferencia de calor entre un cuerpo solido y un fluido. Cuando se ponen en contacto dos sistemas (1 y 2) a diferente temperatura (por ejemplo, T2 > T1) se produce, de acuerdo con el segundo principio de la termodinmica, un flujo de calor desde el cuerpo de mas alta temperatura al de menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan es decir que llegan al equilibrio trmico.
Esto significa que el calor perdido por el cuerpo de mas alta temperatura lo gana el cuerpo de menor temperatura para llegar al equilibrio trmico. Ec. 3 Por lo tanto la ecuacin 3, podra reescribirse como: m1* Cp1* T= m2 *Cp2 *T [m1* Cp1* (T2-T1)] para el cuerpo 1= [m2 *Cp2 *(T2-T1)] para el cuepo 2
Actividad Ingrese al siguiente enlace http://www.educaplus.org/game/calorimetria. Alli encontrara una simulacin de un calormetro, donde hay cinco sustancias diferentes que han de ser sumergidas en agua, para calcular su capacidad calorfica.
1. Arme 18 configuraciones diferentes donde puede variar la masa y la
temperatura de solido y la masa y la temperatura del liquido (tres por cada solido A, B, C, D E, F). Saque la grafica de cada configuracin y haga manualmente los clculos de calor especifico apoyndose en la lectura anterior. Necesitar los datos de temperatura inicial y final, la masa y el Cp del agua. Tambin los datos de temperatura inicial y final y la masa del solido. 2. Llene la siguiente tabla
Masa Configuraci Solido solid T solido Masa T agua Cp solido n o agua 1
2 A
5 B
8 C
10
11 D
12
13
14 E
15
16
17 F
18
3. Compare los resultados entre las configuraciones de un mismo solido. Son
iguales?, varan? De que depende?
4. Que solido tiene el Cp mas alto? Que significa que un material tenga una capacidad calorfica mas alta en trminos de transferencia de calor. 5. Ahora piense en el siguiente ejemplo: Si un sartn caliente cae al piso, seguro lo tomaremos del mango de madera, no querramos quemarnos si lo tomramos del lado del metal. Entonces, quien tiene mayor capacidad calorfica? El metal o la madera? Justifique. 6. El calor especfico del cobre es de aproximadamente 0.4 J/gC. Cunto calor se necesita para cambiar la temperatura de una muestra de 30 gramos de cobre de 20 C a 60 C? 7. Un vaso contiene 200 g de H2O a 20 C, si el agua gana 11.7 KJ y alcanza una temperatura constante. Cual ser esa nueva temperatura? El calor especifico del agua es 1 cal/gC.
CRITERIOS DE EVALUACION
La calificacin mxima es de 100 puntos. A continuacin se presentan los
criterios de calificacin y los puntos que se dejaran de ganar si no se tienen en cuenta los siguientes parmetros.
Claridad en la elaboracion de los calculos calorimetricos. -15 puntos
Comunicacin escrita clara y concisa. Congruencia en la
-15 puntos informacin y la evidencia (imgenes de la simulacin).
Legibilidad y organizacin. Presentacin completa de la
-15 puntos informacin, tablas, grficos.
Bibliografa tcnico cientfica. No paginas de internet -15 puntos
