Alejandro Rojas Laboratorio 1
Alejandro Rojas Laboratorio 1
Alejandro Rojas Laboratorio 1
DEPARTAMENTO DE MECANICA
Termodinámica
LABORATORIO DE
TERMODINAMICA
Asignatura: Termodinámica
Introducción
Objetivos
Marco teórico
Q = C ⋅ ΔT = m ⋅ c ⋅ ΔT
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.
Se cumple que:
Informe – Laboratorio de termodinámica
Materiales
Experiencia 1:
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:
Con una balanza digital medir la masa total (hervidor + agua). Para
conocer la masa del agua.
Experiencia 2:
Experiencia 3:
Desarrollo
Resultados:
Q = m ⋅ c ⋅ ΔT
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
1.- Q1 = 1098 gr x 1 𝑥 (43 ℃ − 25 ℃) = 19764 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
℃ 𝑔𝑟
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
2.- Q2 = 1098 gr x 1 𝑥 (70 ℃ − 43 ℃) = 29646 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
℃ 𝑔𝑟
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
3.- Q3 = 1098 gr x 1 𝑥 (86 ℃ − 70 ℃) = 17568 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
℃ 𝑔𝑟
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
4.- Q4 = 1098 gr x 1 ℃ 𝑔𝑟
𝑥 (95 ℃ − 86 ℃) = 9882 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
5.- Q5 = 1098 gr x 1 𝑥 (95 ℃ − 25 ℃) = 76860 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
℃ 𝑔𝑟
𝑄
𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑥 4.186
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
19764
1.- 𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙1 = 𝑥 4.186 = 752,110 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]
110
29646
2.- 𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙2 = 𝑥 4.186 = 816,435 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]
152
17568
3.- 𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙3 = 𝑥 4.186 = 662,519 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]
111
Informe – Laboratorio de termodinámica
9882
4.- 𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙4 = 𝑥 4.186 = 656,604 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]
63
76860
5.- 𝑊𝑟𝑒𝑎𝑙5 = 𝑥 4.186 = 737,926 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]
436
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙
𝜂=
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙
737,926
1.- 𝜂5 = 𝑥 100 = 86,81 %
850
Temperatura calorímetro: 25 ºC
Temperatura agua: 95 ºC
Temperatura de mezcla: 85 ºC
Resultados:
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
1098 𝑔𝑟 𝑥 1 𝑔𝑟 ℃ 𝑥 (95℃ − 85℃) 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
𝐾= = 183
(85℃ − 25℃) ℃
𝐾
𝐶𝑐𝑎𝑙 =
𝑀𝑐𝑎𝑙
183 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
𝐶𝑐𝑎𝑙 = = 0,234615
780 𝑔𝑟 ℃
𝑄𝑐𝑒𝑑 = 𝑄𝑎𝑏𝑠
Temperatura calorímetro: 19 ºC
Temperatura mezcla: 40 ºC
Resultados:
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
21℃𝑥(2290
𝐶𝑚𝑒𝑡 = ℃ + 183 ℃ ) = 0,1191 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎
1453 𝑔𝑟 𝑥 300℃ 𝑔𝑟 ℃
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
Referencia
Marco teórico:
http://umh1228.edu.umh.es/wp-content/uploads/sites/667/2013/02/TEMA7.pdf
https://es.khanacademy.org/science/chemistry/thermodynamics-
chemistry/internal-energy-sal/a/heat
http://www.fisica.unlp.edu.ar/materias/fiexii2013/Laboratorio%206%20-
%202017%20-%20Calorimetro%20de%20mezclas.pdf