UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

PRACTICA N°4

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE
ENFRIAMIENTO DE UN CALORÍMETRO(𝜶)

DOCENTE: Ing. Espinosa Alcocer Jenny

AUXILIAR: Univ. Pacara Alvarez Aldair

INTEGRANTES:

MATERIA: Laboratorio de Fisicoquímica

FECHA DE ENTREGA: 23de octubre de 2019
MESON: 3

CBBA-BOLIVIA
 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE ENFRIAMIENTO
DE UN CALORÍMETRO(𝜶)

1. INTRODUCCIÓN
La siguiente práctica nos permitirá someter cierta cantidad de agua destilada a
cambios térmicos teniendo como referencia agua destilada, Ácido Clorhídrico,
Hidróxido de Sodio. Para ello se utilizaran aparatos como un calorímetro o termo
con una tapa y un termómetro para tomar lecturas de cada temperatura en el
calorímetro en función al tiempo utilizando cronómetros de celular para medir los
tiempos, como dato se obtendrá una gráfica de la temperatura en función al tiempo,
1 (𝑇 −𝑇 )
𝑓 𝑎
también se hallara la constante de enfriamiento a través de 𝛼 = 𝑡 ∗ ln [ (𝑇 −𝑇 ) ] , el
𝑜 𝑎

equivalente en agua del calorímetro (𝜋 = 𝑚 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 ∗ 𝐶𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜),el calor

especifico de un metal (Qganado = - Qcedido), el calor de neutralización en el cual
se utilizara una solución de hidróxido de sodio (NaOH) y ácido clorhídrico (HCL)
para apreciar si la reacción es exotérmica o endotérmica .

2. OBJETIVOS
 OBJETIVOS GENERAL
 Determinar los cambios térmicos con un calorímetro o termo y un termómetro
en función al tiempo, que nos permitan estudiar los procesos físicos y químicos
cuyo proceso nos proporcionara datos para calcular la constante del calorímetro.
 OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Obtener datos de masa y temperatura para calcular la constante de enfriamiento
de un calorímetro.
 Determinar el calor específico del agua (𝜋).
 Calcular el calor específico de un metal.
 Calcular el calor de neutralización de la reacción.
3. FUNDAMENTO TEORICO
3.1. Procesos endotérmicos y exotérmicos
 Procesos Exotérmicos-. En una reacción exotérmica la variación de energía es
negativa, los productos tienen menos energía que los reactivos: σE < 0 Si en
una reacción química se desprende calor, se dice que es exotérmica.
(∆𝐻 ) 𝑒𝑠 − 𝑜̅ < 0
𝐴+𝐵 →𝐶+𝐷
𝐻𝑟 𝐻´𝑝
En los procesos endotérmicos la entalpia de los reactantes (𝐻𝑟 ) es menor que la
entalpia de los productos (𝐻𝑝 ) y por lo que la variación de la entalpia (∆𝐻𝑟) siempre
tendrá el valor mayor que cero (+).
 Procesos Endotérmicos-. En una reacción endotérmica la variación de energía
es positiva, los productos tienen más energía que los reactivos: σE > 0 la energía
de los reactivos es menor que la energía de los productos, σ E es positiva. Por
eso, para poder pasar de los primeros a los segundos se necesita un suministro
continuo de energía. Cuando se deja de dar energía, la reacción se detiene.
𝐴+𝐵 →𝐶+𝐷
𝐻𝑟 𝐻´𝑝

En los procesos exotérmicos la energía de los reactantes (𝐻𝑟 )es mayor que la
entalpia de los productos (𝐻𝑝 ), por lo que la variación de la entalpia (∆𝐻𝑟)siempre
tendrá un valor menor que cero (-).
3.2. Calorimetría y sus usos principales -.Un calorímetro es un dispositivo que
mide la cantidad de calor que se produce en una reacción. Es un sistema adiabático
y por lo tanto no permite la transferencia de energía con el medio ambiente; en tal
sentido el calor liberado dentro del calorímetro debe ser totalmente absorbido por
él. Sus usos principales son para pruebas de combustible, eliminación de desechos,
estudios de alimentos, propulsor y prueba de explosivos.
2.3. Calorimétrico convencional y calorimétrico adiabático
 Calorimétrico convencional -.es una cámara cerrada aislada, con agua y con un
termómetro también un dispositivo para agitar, se coloca una fuente de calor en
el calorímetro.
 Calorimétrico adiabático-.es un tipo de calorímetro de precisión que permite
determinar el calor especifico, las entalpias de la transición como; colores de
disolución y dilución y otros efectos térmicos de sólidos y líquidos.
3.4. Constante de enfriamiento de un calorímetro-. Cuando la diferencia de
temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el
calor transferido en la unidad de tiempo hacia el cuerpo o desde el cuerpo por
conducción, convección y radiación es aproximadamente proporcional a la
diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio externo.
3.5. Equivalente del agua en un calorímetro-. Es una masa de agua hipotética
que intercambiará la misma cantidad de calor que dichos elementos. Para ello se
vierte en el calorímetro una masa 𝑚1 de agua, se deja estabilizar y luego se mide
la temperatura 𝑡1 . Se calienta (en otro recipiente) una masa 𝑚2 de agua y se le mide
su temperatura 𝑡2 . A continuación se vierte rápidamente esta masa de agua caliente
en el calorímetro, tapando éste inmediatamente. Finalmente, se lee la temperatura
de equilibrio 𝑡𝑓 .
 ∑ = 𝑚1 . 𝐶𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑚𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 . 𝐶𝑐𝑎𝑙 + 𝑚𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 . 𝐶𝑡𝑒𝑟 + 𝑚𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 . 𝐶𝑎𝑔

𝑚2. 𝐶𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑡𝑓 − 𝑡2 ) + [∑](𝑡𝑓 − 𝑡1 ) = 0

3.6. Calor especifico-.Es una magnitud física que se define como la cantidad de
calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema
termodinámico para elevar su temperatura en una unidad, ésta se mide en varias
escalas. En general, el valor del calor específico depende del valor de la
temperatura inicial Se le representa con la letra C De forma análoga, se define
la capacidad calorífica como la cantidad de calor que se debe suministrar a toda
la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado
Celsius).

3.7. Calor de neutralización de un ácido y una base fuerte-. Es el para un

mismo par acido-base calor producido en la reacción de neutralización de un mol
de ácido, en una solución acuosa, por un mol de una base también en solución.
Este efecto térmico tampoco es constante, si no que depende de la concentración
y solo toma un valor sensiblemente igual cuando se opera con disoluciones diluidas.
Cuando se trata de una reacción de bases fuertes (NaOH,KOH..) con ácidos fuertes
(HCl,HNO3)el calor de reacción es independiente de la naturaleza de dichos
componentes ,ya que al hallarse tanto esto como las sales formados disociados , la
reacción que tiene lugar es :
𝑂𝐻 − + 𝐻 + = 𝐻2 𝑂; ∆𝐻 ∘ 298 = −57.27𝐾𝐽. 𝑀𝑜𝑙 −1
En el caso de neutralización de un ácido o base débil (CH3 -COOH,NH4OH,..)El calor
de reacción, a presión constante, puede ser algo menor a causa de la absorción de
calor que tiene lugar en el proceso de disociación del ácido o bases débiles. La
neutralización en este caso puede considerarse como el resultado de los pasos
consecutivos: 𝐻𝐴(𝑎𝑞) → 𝐻 +(𝑎𝑞) + 𝐴−(𝑎𝑞)
𝐻 +(𝑎𝑞) + 𝑂𝐻 −(𝑎𝑞) → 𝐻2 𝑂(𝑎𝑞)
𝐻𝐴(𝑎𝑞) + 𝑂𝐻 −(𝑎𝑞) → 𝐻2 𝑂(𝑎𝑞) + 𝐴−(𝑎𝑞)
4. MATERIALES ,REACTIVOS Y EQUIPOS
4.1. Materiales

 Termo convencional [ 0.45L]

 Termómetro digital tp101
 Tapón de goma
 Teflón Pinza metálica
Calorímetro
 Rejilla de amianto Pizeta
 Pinza metálica
 Pizeta [ 300ml]
 Vaso de precipitado [500ml]
Cronometro
Termómetro digital
  Pipeta y pera
 Probeta [250ml]
 Cronometro
Balanza analítica
4.2. Equipos Hornilla eléctrica
 Hornilla eléctrica
 Campana de Extracción
 Balanza analítica

4.3. Reactivos

 Ácido Clorhídrico (HCl) 0.1M Pipeta y pera

 Hidróxido de Sodio (NaOH) 0.1M
 Agua destilada (H2O) Vaso de precipitado
 Pedazo de metal Plomo (Ag)

5. PREOCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. DETERMINAR LA CONSTANTE DE ENFRIAMIENTO DE UN CALORÍMETRO
(α)
 Primeramente preparar el calorímetro (termo) para el
Experimento, medir la temperatura ambiente.
 Medir en una probeta graduada 150 ml de agua destilada
e introducir al vaso de precipitado, Hacer calentar en la
Hornilla eléctrica, hasta aproximadamente 37 °C.
 Se Introdujo el agua caliente al calorímetro (termo).
 Tapar rápidamente con el tapón de goma y medir la
temperatura inicial con el Termómetro digital.
 Medir la temperatura cada minuto durante 15 min,
introducir estos datos en nuestra tabla.
 Con los datos del tiempo, temperatura y la ecuación que los relaciona hallamos
la constante de enfriamiento.
2. DETERMINACION DEL EQUIVALENTE DEL AGUA DEL CALORÍMETRO (π)
 Primeramente medir la temperatura de 150 ml de agua del termo y lo vertemos
en el vaso precipitado.
 En otro vaso precipitado introducir agua fría destilada 150 ml.
Seguidamente introducir el agua caliente al termo
posteriormente se procede a introducir el agua fría.
 Al momento de tapar el termo se puso a correr el
 cronometro hasta que el sistema alcance el equilibrio térmico.
 Registrar y fijar la temperatura de equilibrio como también
 el tiempo.
3. DETERMINACION DEL CALOR ESPECIFICO DE UN METAL
 Hacer calentar el metal en agua, en punto de ebullición.
 Medir la temperatura del metal que será la misma temperatura del agua de
ebullición.
 Introducir 150 ml de agua al calorímetro.
 Introducir el metal caliente al calorímetro, tapar rápidamente con el tapón de
goma y el termómetro.
 Muy rápidamente con ayuda del cronometro medir el tiempo que tarda en llegar
al equilibrio
 Con los datos obtenidos calcular el equivalente en agua del calorímetro y el
balance calorífico del metal.

4. CALOR DE NEUTRALIZACION (Q N )
 Sacamos una cantidad de una solución de Hidróxido de
sodio a 0,1 M con la pipeta y la pera, luego lo Pesamos y
Medir su temperatura.
 Pesamos una solución de ácido clorhídrico 0,1 M que
también se extrajo con una pipeta y pera, bajo la
campana de extracción y medimos su temperatura.
 Primeramente introducimos el ácido clorhídrico 0,1 M en
el calorímetro luego introducimos el hidróxido de sodio.
 Rápidamente tapamos el tapamos el calorímetro con el
tapón de goma y el termómetro.
 Enseguida con el cronometro medir el tiempo que tarda en
llegar al equilibrio térmico. Esta temperatura corresponde a la temperatura final
aparente del sistema, Anotamos los valores registrados.

6. DATOS ,CALCULOS Y RESULTADOS

Experiencia: 1
𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 23℃
𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 37℃
1 𝑇𝑓 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
∝= ⋆ ln [ ]
𝑡 𝑇0 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
t [min] T[˚C]
0 37 T[˚C]
1 36,6
37.1
2 36,5
37
3 36,45
36.9
4 36,42
5 36,41 36.8

6 36,4 36.7

7 36,39 36.6
8 36,38 36.5
9 36,37 36.4
10 36,36 36.3
11 36,35 36.2
12 36,34 0 2 4 6 8 10 12 14 16
13 36,33
14 36,32
15 36,31

1 𝑇𝑓 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
∝= ⋆ ln [ ]
𝑡 𝑇0 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
1 36.50℃ − 23℃
∝1 = ⋆ ln [ ] = −0.007380
1 𝑚𝑖𝑛 36.60℃ − 23℃
1 36.45℃ − 23℃
∝2 = ⋆ ln [ ] = −0.001855
2 𝑚𝑖𝑛 36.50℃ − 23℃
1 36.92℃ − 23℃
∝3 = ⋆ ln [ ] = −0.000744
3 𝑚𝑖𝑛 36.45℃ − 23℃
1 36.41℃ − 23℃
∝4 = ⋆ ln [ ] = −0.000186
4 𝑚𝑖𝑛 36.42℃ − 23℃
1 36.40℃ − 23℃
∝5 = ⋆ ln [ ] = −0.000149
5 𝑚𝑖𝑛 36.41℃ − 23℃
1 36.39℃ − 23℃
∝6 = ⋆ ln [ ] = −0.000124
6 𝑚𝑖𝑛 36.40℃ − 23℃
1 36.38℃ − 23℃
∝7 = ⋆ ln [ ] = −0.000107
7 𝑚𝑖𝑛 36.39℃ − 23℃
1 36.37℃ − 23℃
∝8 = ⋆ ln [ ] = −0.000093
8 𝑚𝑖𝑛 36.38℃ − 23℃
 1 36.36℃ − 23℃
∝9 = ⋆ ln [ ] = −0.000083
9 𝑚𝑖𝑛 36.37℃ − 23℃
1 36.35℃ − 23℃
∝10 = ⋆ ln [ ] = −0.000075
10 𝑚𝑖𝑛 36.36℃ − 23℃
1 36.34℃ − 23℃
∝11 = ⋆ ln [ ] = −0.000068
11 𝑚𝑖𝑛 36.35℃ − 23℃
1 36.33℃ − 23℃
∝12 = ⋆ ln [ ] = −0.000062
12 𝑚𝑖𝑛 36.34℃ − 23℃
1 36.32℃ − 23℃
∝13 = ⋆ ln [ ] = −0.000058
13 𝑚𝑖𝑛 36.33℃ − 23℃
1 36.31℃ − 23℃
∝14 = ⋆ ln [ ] = −0.000054
14 𝑚𝑖𝑛 36.32℃ − 23℃
∑𝑛
𝑖=𝑖∝
∝𝑟𝑒𝑝𝑟 = → ∝𝑟𝑒𝑝𝑟 = −0.00079
𝑛

Método por mínimos cuadrados;

1 𝑇𝑓 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
∝= ⋆ ln [ ]
𝑡 𝑇0 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑇𝑓 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
ln [ ] = 0+∝ 𝑡
𝑇0 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
A B
Y
𝑇𝑓 −𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
t[min] ln [ ]
𝑇0 −𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 Scatterplot of ln(T°C) vs t(s)
0 0
0,000
1 -0,00738
-0,001
2 -0,00371
3 -0,00223 -0,002

4 -0,00075 -0,003
ln(T°C)

5 -0,00075 -0,004

6 -0,00075
-0,005
7 -0,00075
-0,006
8 -0,00075
-0,007
9 -0,00075
10 -0,00075 -0,008
0 2 4 6 8 10 12 14
11 -0,00075 t(s)
12 -0,00075
13 -0,00075
14 -0,00075
 𝐴 = −0.002818 ∑ 𝑑𝑖2 = 0.00015 → 𝐴

𝐵 = 0.000197 ∆= 𝑛 ∑ 𝑥 2 −(∑ 𝑥)2 = 4200 → 𝐵

∑ 𝑑𝑖 2
𝜎2 = = 0.000012 → 𝐶
𝑛−2

𝜎2
𝜎𝐴 = √ ∆ (∑ 𝑥 2 ) = 0.001719

𝜎2
𝜎𝐵 = √ 𝑛 = 0.000209
∆

0.00197+(−0.00079)
𝑨 = (−0.00282 ± 0.00085)𝐸; 0.4% ∝𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 2

1
𝑩 = (0.0002 ± 0.0001)𝐸; 0,8% ∝𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.00059 [ ]
𝑚𝑖𝑛

𝐵 =∝= 0.00197
Experiencia 2:
𝐶𝑎𝑙
𝑚𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 = 261.47 𝐶𝑒𝐻2 𝑂 = 1 𝑔⋆℃
𝑔
𝑇𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 = 21.7℃ → 22℃ 𝜌𝐻2 𝑂 (37℃) = 0.993370 𝑐𝑚3
𝑔
𝑇𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 36.8℃ → 37℃ 𝜌𝐻2 𝑂 (22℃) = 0.997860
𝑐𝑚3
1
∝= 0.00059 [ ] 𝑇𝑓𝑎𝑝𝑎 = 30.03℃
𝑚𝑖𝑛
60
𝑉𝐻2 𝑂 = 150 𝑚𝑙 → 150 𝑐𝑚3 𝑠
𝑡 = 5.09𝑚𝑖𝑛 ⋆ 1𝑚𝑖𝑛 = 305.4𝑠

𝑇𝑓𝑎 − 𝑇𝑎𝑚𝑏
= 𝑒 ∝𝑡
𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎

𝑇𝑓𝑎 − 𝑇𝑎𝑚𝑏 + 𝑒 ∝𝑡 ⋆ 𝑇𝑎𝑚𝑏

𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝑒 ∝𝑡
30.03℃ − 23℃ + 𝑒 0.00059∗305.4 ⋆ 23℃
𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 = = 28.9℃
𝑒 0.00059∗305.4
 −𝑄𝐶𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑄𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜

−𝑄𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙 = 𝑄𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 + 𝑄𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜

𝑚𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2𝑂(𝑙) ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2𝑂𝑐𝑎𝑙 ) = 𝑚𝐻2𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 ) + 𝐶𝑒𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 (𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 )

𝑚𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 ⋆ 𝐶𝑒𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 = 𝜋

−𝜌𝐻2𝑂 (38℃) ⋆ 𝑉𝐻2𝑂 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2𝑂(𝑙) ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2𝑂𝑐𝑎𝑙 ) − 𝜌𝐻2𝑂 (22℃) ⋆ 𝑉𝐻2𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2𝑂(𝑙) (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 )
𝜋=
(𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 )

𝐶𝑎𝑙
𝜋 = 25.24
℃

Experiencia 3:
𝑔
𝑚𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 26.65[ 𝑔 ] 𝜌𝐻2 𝑂 (23℃) = 0.997538
𝑐𝑚3

𝑇𝑂 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 𝑇𝐻2𝑂𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 = 87.6℃ 𝑇𝑎𝑚𝑏 = 23℃

1
𝑉𝐻2 𝑂 = 150ml → 150 𝑐𝑚3 ∝= 0.00059 [ ]
𝑚𝑖𝑛
60𝑠
𝑡 = 10.30 𝑚𝑖𝑛⋆ = 618𝑠 𝑇𝑓𝑎𝑝𝑎 = 26.6℃
1 𝑚𝑖𝑛

𝑇𝑓𝑎 − 𝑇𝑎𝑚𝑏 + 𝑒 ∝𝑡 ⋆ 𝑇𝑎𝑚𝑏

𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 = = 25.5℃
𝑒 ∝𝑡
−𝑄𝐶𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑄𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜

−𝑄𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 + 𝑄𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜

−𝑚𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2 𝑂(𝑙) ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙 ) = 𝑚𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2 𝑂(𝑙) (𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 )

𝜌𝐻2 𝑂 (23℃) ⋆ 𝑉𝐻2𝑂 ⋆ 𝐶𝑒𝐻2 𝑂(𝑙) ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎𝐻2 𝑂𝑓𝑟𝑖𝑎 ) + 𝜋(𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 )
𝐶𝑒𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 =
−𝑚𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 (𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 )
𝐶𝑎𝑙
𝐶𝑒𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 0.37
𝑔⋆℃
Experiencia 4:
𝑇𝑁𝑎𝑂𝐻 = 24℃ 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 146.06[ 𝑔]
𝑇𝐻𝐶𝑙 = 23.4℃ 𝑚𝐻𝐶𝑙 = 146.06[ 𝑔]
 60𝑠
𝑇𝑓𝑎𝑝𝑎 = 𝑇𝑒𝑞 = 24.1℃ 𝑡 = 3 𝑚𝑖𝑛⋆ = 180𝑠
1 𝑚𝑖𝑛

𝑇𝑓𝑎 − 𝑇𝑎𝑚𝑏 + 𝑒 ∝𝑡 ⋆ 𝑇𝑎𝑚𝑏

𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 = = 23.99℃
𝑒 ∝𝑡
∆𝐻𝑁 = ∑ 𝑚 ⋆ 𝐶𝑃 ⋆ ∆𝑇
−𝑄𝐶𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑄𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜

−𝑄𝑁 = 𝑄𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝑄𝐻𝐶𝑙 + 𝑄𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜

−𝑄𝑁 = −𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 ⋆ 𝐶𝑝𝑁𝑎𝑂𝐻 ⋆ (𝑇𝑓𝑟𝑒 − 𝑇𝑎 )+𝑚𝐻𝐶𝑙 ⋆ 𝐶𝑝𝐻𝐶𝑙 (𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎 ) + 𝜋(𝑇𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 )

−𝑄𝑁 = −403.19 (−1)

𝑄𝑁 = 403.19 [ 𝐽]
7. OBSERVACIONES
Para la primera experiencia (determinación de la constante de enfriamiento)
observamos que no se logró con éxito lo que queríamos ya que a pesar que
contábamos con una avanzada tecnología de un termómetro digital en el transcurso
del tiempo no se dio un cambio, lo que nos llevó a suponer una variación de 0.01℃
por cada minuto.
Para la segunda experiencia equivalente en agua del calorímetro, este experimento
logramos obtenerlo con éxito ya que al mezclar 150 ml de agua caliente a 36℃,
contenida en el termo con 150 ml de agua fría a 23.4℃ el termómetro marco la
temperatura final con mucha eficacia ya que el tiempo en el que llego a una
temperatura constante fue muy corta.
La tercera experiencia calor específico de un metal, al igual que la segunda fue
obtenida con éxito, se observó una reacción exotérmica ya que desprendía calor al
mezclar, hidróxido de sodio y ácido clorhídrico.

INTERPRETACIONDE RESULTADOS
En cuanto los datos que obtuvimos la primera experiencia y la más importante fue
correcta ya que al trabajar con la segunda experiencia nos daba resultados
aproximados a los esperados, obteniendo una temperatura final de 28.9℃ llevando
a cabo la conclusión de que los experimentos fueron bien trabajados, obteniendo
errores bajos de 0.4% 𝒚 0,8% los cuales, podrían a verse debido a errores a datos
tomados en ya que no se tomó rápidamente laboratorio. En cuanto a la tercera
experiencia para la determinación del calor especifico del metal, los datos que
𝐶𝑎𝑙
obtuvimos fueron correctos obteniendo un calos especifico del 0.34 𝑔⋆℃
𝐶𝑎𝑙
indicándonos que el resultado es muy próximo al verdadero 0.31 esto nos indica
𝑔⋆℃
que los datos fueron correctos y para la cuarta y última experiencia el calor de
neutralización es negativo porque la reacción fue exotérmica.
8. BIBLIOGRAFÍA
 http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/r3.pdf
 https://prezi.com/a5-vqlnbv1zt/calorimetros-tipos-usos-y-aplicaciones/
 http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/enfriamiento/enfriamient
o.htm
 https://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap10_calorimetria.php
 https://es.scribd.com/document/56580501/Termoquimica
 https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4383/la-primera-ley-de-la-
termodinamica.

Cuestionario N°4
Calorimetría 1 (calorímetro convencional)
1. Defina los siguientes conceptos:
a) Primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se
destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema
es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al
trabajo recibido por el mismo, y viceversa. Es decir Q = W, en que Q es el calor
suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio
ambiente al sistema durante el ciclo.
b) Calor y trabajo
 El calor -.es una forma de energía que los cuerpos almacenan (energía interna)
que ocurre en función del estado de vibración de sus moléculas y depende de
su estructura. La diferencia de temperatura existente entre los cuerpos hace que
el calor se transfiera de un cuerpo a otro por rozamiento. El calor pasa del cuerpo
más caliente al más frío. Cuando ambos cuerpos se hallan a la misma
temperatura (equilibrio térmico) ya no hay más transferencia de calor. También
puede lograrse el calentamiento de un cuerpo si le prendemos fuego; en este
caso sería por liberación de energía de un sistema químico.
 El trabajo-. Es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante
una fuerza cuando se produce un desplazamiento. Vamos a particularizar la
expresión general del trabajo para un sistema termodinámico concreto: un gas
encerrado en un recipiente por un pistón, que puede moverse sin rozamiento .
c) Procesos endotérmicos y exotérmicos
 Procesos Exotérmicos-. En una reacción exotérmica la variación de energía
es negativa, los productos tienen menos energía que los reactivos: σE < 0 Si
en una reacción química se desprende calor, se dice que es exotérmica.
(∆𝐻 ) 𝑒𝑠 − 𝑜̅ < 0
𝐴+𝐵 →𝐶+𝐷
 𝐻𝑟 𝐻´𝑝

En los procesos endotérmicos la entalpia de los reactantes (𝐻𝑟 ) es menor que la

entalpia de los productos (𝐻𝑝 ) y por lo que la variación de la entalpia (∆𝐻𝑟) siempre
tendrá el valor mayor que cero (+).
 Procesos Endotérmicos-. En una reacción endotérmica la variación de
energía es positiva, los productos tienen más energía que los reactivos: σE
> 0 la energía de los reactivos es menor que la energía de los productos, σ
E es positiva. Por eso, para poder pasar de los primeros a los segundos se
necesita un suministro continuo de energía. Cuando se deja de dar energía,
la reacción se detiene.
𝐴+𝐵 →𝐶+𝐷
𝐻𝑟 𝐻´𝑝

En los procesos exotérmicos la energía de los reactantes (𝐻𝑟 )es mayor que la
entalpia de los productos (𝐻𝑝 ), por lo que la variación de la entalpia (∆𝐻𝑟)siempre
tendrá un valor menor que cero (-).

d) Mencionar si las reacciones anteriores son exotérmicas o endotérmicas

2 B5H9(l) +12 O2(g) → 5 B2O3(s) + 9 H2O(l)+4518.3 KJ/mol
Reacción exotérmica
2H2O(g) + 116 kcal → 2H2(g) + O2(g)
Reacción endotérmica
CH4(g) + 4Cl2(g) → CCl4(g) + 4HCl(g) + 104 kcal
Reacción exotérmica
CO(g) + 1/2O2(g) - 68 kcal→ CO2(g)
Reacción endotérmica
Calor específico y capacidad calorífica
 Calor especifico-. Es una magnitud física que se define como la cantidad de
calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia
o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad, ésta se
mide en varias escalas., se define la capacidad calorífica como la cantidad
de calor que se debe suministrar a toda la masa de una sustancia para
elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Por lo tanto,
la capacidad calorífica específica es el cociente entre la capacidad
calorífica y la masa.
  La capacidad calorífica-. es el cociente entre la cantidad de energía calorífica
transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de
temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía
necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de
una sustancia, (usando el SI).
2. Se realiza un experimento a nivel de mar, donde un sólido de 90 g se
encuentra en un vaso de precipitado con agua hirviendo, con la ayuda de
una pinza se saca el sólido y se lo introduce a un calorímetro (cuya
capacidad calorífica es despreciable) que contiene 100 ml de agua
destilada a 23°C, una vez alcanzado el equilibrio térmico, el termómetro
registra 26°C.
a) Determine el calor especifico del solido
b) ¿Cuántas calorías debe absorber 62 g del sólido para elevar la
temperatura desde 35 hasta 45°C?
c)
T= [℃]
Datos
100℃
𝑚𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 = 90𝑔𝑟
𝑄2
𝑇𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 100℃
26℃ -----------------------------------𝑇𝑓
𝑇𝐻2 𝑂 = 23℃

𝑇𝑓 = 26℃
23℃ 𝑄1
a)
𝑄1 = −𝑄2

𝑚𝐻2 𝑂 𝐶𝑒∆ 𝑇 + 𝑚𝐻2 𝑂 ∆𝑓 = −(𝑚𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑒𝑥 ∆ 𝑇 )

100 ⋆ 1 ⋆ (26 − 23) = −[90 ⋆ 𝐶𝑒𝑥 ⋆ (26 − 100)]

𝑐𝑎𝑙 𝑚
𝐶𝑒𝑥 = 0.045 𝜌= → 𝑚 =𝜌⋆𝑉
𝑔𝑟 𝑉

b) 𝑄 = 𝑚 ⋆ 𝐶𝑒 ⋆ ∆ 𝑇
𝑄 = 90 ⋆ 0.045 ⋆ (45 − 35) = 40.5 𝐶𝑎𝑙
3. ¿Qué masa de hielo a -10°C se debe agregar sobre 500 g de agua 25°C
contenido en un termo, para obtener una mezcla a 10°C? Los calores
específicos del agua buscar de la bibliografía

T= [℃]

Datos
𝑚ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 =? 100℃
𝑇1 = −10℃ 𝑄3
𝑚𝐻2 𝑂 = 500𝑔

𝑇2 = 25℃ 10℃ ----------- 𝑇𝑓

𝑇𝑓 = 10℃ 𝑄1 𝑄2
−10℃

𝑄1 +𝑄2 = −𝑄3

𝑚𝐻 𝐶𝑒∆ 𝑇 + 𝑚𝐻 ∆𝑓 = −(𝑚𝐻2 𝑂 𝐶𝑒∆ 𝑇 )

1
𝑚𝐻 ⋆ ⋆ (10 − (−10)) + 𝑚𝐻 ⋆ 80 = −[500 ⋆ 1 ⋆ (10 − 25)]
2
7500
𝑚𝐻𝑖𝑒𝑙𝑜 =
90
𝑚𝐻𝑖𝑒𝑙𝑜 = 83.33𝑔