El resumen describe tres experimentos realizados en un laboratorio de termodinámica. El primero midió la potencia de un hervidor de agua. El segundo determinó la capacidad calorífica de un calorímetro. El tercero usó el calorímetro para encontrar el calor específico de un metal desconocido mediante la medición de temperaturas.
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El resumen describe tres experimentos realizados en un laboratorio de termodinámica. El primero midió la potencia de un hervidor de agua. El segundo determinó la capacidad calorífica de un calorímetro. El tercero usó el calorímetro para encontrar el calor específico de un metal desconocido mediante la medición de temperaturas.
El resumen describe tres experimentos realizados en un laboratorio de termodinámica. El primero midió la potencia de un hervidor de agua. El segundo determinó la capacidad calorífica de un calorímetro. El tercero usó el calorímetro para encontrar el calor específico de un metal desconocido mediante la medición de temperaturas.
El resumen describe tres experimentos realizados en un laboratorio de termodinámica. El primero midió la potencia de un hervidor de agua. El segundo determinó la capacidad calorífica de un calorímetro. El tercero usó el calorímetro para encontrar el calor específico de un metal desconocido mediante la medición de temperaturas.
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Informe – Laboratorio de termodinámica
DEPARTAMENTO DE MECANICA
Termodinámica
LABORATORIO DE TERMODINAMICA
Nombre: Alejandro Ignacio Rojas Campusano
Profesor: Santiago Soler Milla
Asignatura: Termodinámica
Carrera: Ing. Ejecución Mecánica
Informe – Laboratorio de termodinámica
Introducción
El calor es una forma de energía. La temperatura de un sistema es una
propiedad del mismo que determina si quedará o no en equilibrio térmico cuando se pone en contacto con cualquier otro sistema. Supongamos que en un sistema A tiene una temperatura superior a la de un sistema B y es puesto en contacto. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, se encuentra que A ha experimentado una disminución y B un aumento de temperatura. De esta manera decimos que entre dos cuerpos que se encuentran en estas condiciones existe un flujo de energía, a la que llamamos calor. Entonces podemos decir que el calor es la energía trasferida entre dos sistemas y que están relacionada con la diferencia de temperatura.
Este laboratorio se tratara de tres experiencias relacionadas con el calor, por
eso debemos saber las definiciones y su procedimiento. Demostrando de forma teórica los cálculos respectivo de cada experiencia realizada para identificar las propiedades de cada elemento.
Objetivos
1. Determinar el calor ganado por el agua en el calorímetro
2. Determinar el rendimiento del hervidor 3. Calibrar el calorímetro 4. Determinar el valor de la constante K 5. Determinar el calor especifico de un metal desconocido Informe – Laboratorio de termodinámica
Marco teórico
Capacidad calorífica y calor específico.
La temperatura de un cuerpo aumenta cuando se añade calor o disminuye cuando el cuerpo desprende calor. (Por el contrario, la temperatura de un cuerpo permanece constante durante los cambios de fase).
Q = C ⋅ ΔT = m ⋅ c ⋅ ΔT
Donde C es la capacidad calorífica o térmica y c es el calor específico. Además
es independiente de la cantidad de masa y es propio de cada sustancia
𝐶 𝑐= 𝑚 Dependiendo de las unidades utilizadas para medir el calor, el calor específico de un cuerpo se mide en [cal/g* ºC] ó en el sistema internacional en [J/kg*K]
Calorimetría La calorimetría consiste en la medición del calor que sale o entra de los cuerpos, así como en la determinación del calor específico de un cuerpo. Para ello se utiliza un calorímetro que básicamente es como un termo con un termómetro en el que las paredes son de vidrio y está recubierto por un material de baja conductividad térmica.
Supongamos que queremos determinar el calor específico c de una sustancia
de masa m conocida. Para ello vertemos en el calorímetro cierta cantidad de agua de masa conocida ma y enfriamos el conjunto hasta una temperatura Tfría que medimos con el termómetro. Se supone que también conocemos la masa mc y el calor específico cc del calorímetro.
Calentamos ahora la sustancia desconocida hasta una temperatura Tcalie por
encima de la temperatura ambiente y la echamos dentro del agua del calorímetro. Esperamos hasta que se alcance la temperatura de equilibrio Teq. Entonces, la sustancia habrá cedido cierto calor Qced que habrá sido absorbido Qabs por el agua y el calorímetro.
Se cumple que: Informe – Laboratorio de termodinámica
Materiales
Experiencia 1:
1. Hervidor de 850 watts
2. Pesa digital 3. Agua a temperatura ambiente 4. Termómetro 5. Cronometro
Experiencia 2:
1. Calorímetro 2. Agua hervida 3. Termómetro 4. Pesa digital
Experiencia 3:
1. Calorímetro 2. Trozo de metal calentado 3. Termómetro 4. Agua temperatura ambiente 5. Termómetro digital infrarrojo 6. Pesa digital 7. Soplete Informe – Laboratorio de termodinámica
Procedimiento Experiencia 1:
Instalar el hervidor de agua en un mesón para realizar la experiencia.
Con una balanza digital medir la masa del hervidor.
Se le agrega cierta cantidad de agua al hervidor.
Con una balanza digital medir la masa total (hervidor + agua). Para conocer la masa del agua.
Medir la temperatura inicial del agua para luego usar el termómetro de
tal manera que no obstruya el cierre de la tapa del hervidor..
Enchufar el hervidor y presionar el botón de encendido para que
comience a calentar el agua y a su vez iniciar el cronometro.
Tomar el tiempo para obtener datos con respecto a la temperatura del
agua
Experiencia 2:
Instalar el Calorímetro en un mesón para realizar la experiencia.
Con un termómetro medir la temperatura inicial del calorímetro. Y
obtener la masa del calorímetro en la balanza.
Verter el agua utilizada en la experiencia anterior al calorímetro.
Tapar el calorímetro y con un termómetro esperar hasta obtener la
temperatura de equilibrio.
Experiencia 3:
Medir con el termómetro digital infrarrojo la temperatura del metal
Con el procedimiento de la experiencia anterior colocar el metal
calentado en el calorímetro para encontrar la temperatura de la mezcla Informe – Laboratorio de termodinámica
Conclusión Dentro experiencia dada se observó de forma teórica y práctica que el rendimiento del hervidor en la primera experiencia no alcanza utilizar su máxima capacidad para hervir el agua, es decir, 850 watts que el hervidor proponía solo se ocupa 737 watts lo que en rendimiento equivale a un 86,8% por lo cual el hervidor es eficiente ya que sobrepasa el 80% pero cabe destacar que el hervidor no tenía tapa y esto hace que se demore más en alcanzar la temperatura de ebullición del agua ya que este se encuentra en un sistema abierto y no en un sistema cerrado como debería ser. Tras la experiencia dos del laboratorio se pudo apreciar la importancia de conocer la diferencia entre calor y temperatura ya que son dos términos que generalmente las personas tienen a confundir ya que calor es el proceso de transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas y la temperatura por otro lado es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro En la última experiencia se pudo apreciar que al introducir el metal al calorímetro con diferentes temperatura siempre encontrara un punto de equilibrio. Se demostró el cálculo del calor especifico del metal a través de esta experiencia podríamos decir que podemos determinar el calor específico de un cuerpo a través del calorímetro, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos
