CAPACIDAD CALORÍFICA DE UN CALORIMETRO

MORENO, Edith; ZAMBRANO, Yorman.

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA. FACULTAD DE

INGENIERIAS Y ARQUITECTURA. UNIVERSIDAD DE

PAMPLONA. KM 1 VIA BUCARAMANGA. PAMPLONA. NORTE DE

SANTANDER. COLOMBIA.

Resumen.

Se registro los datos necesarios para determinar la capacidad calorífica

del calorímetro y poder establecer por medio de las ecuaciones el valor

que a este le corresponde para ello fue necesario utilizar el milímetro y el

montaje que ya había sido diseñado.

Palabras claves: temperatura, calor, capacidad calorífica, masa, tiempo.

Abstract.

Registration data are needed to determine the heat capacity of the

calorimeter and to establish equations through the value that corresponds

to this it was necessary to use the millimeter and assembly had already

been designed.

Keywords: temperature, heat, heat capacity, mass, time.

Introducción.

Cuando se realizan

determinaciones calorimétricas,

se debe conocer la capacidad

calorífica de la celda

calorimétrica; ya que la cantidad

de calor involucrada en el

proceso, también afectara el

calorímetro y sus componentes

los cuales tomaran parte del

calor. Si se tiene en cuenta lo

anterior, la capacidad calorífica

del calorímetro será una

constante propia del instrumento

y que está relacionada con el

volumen de las sustancias

utilizadas.

Al mezclar una cierta cantidad de

agua fría con agua caliente, se

introduce en la primera una

cierta cantidad de calor que

contiene la segunda y se puede

realizar un balance del calor

involucrado, al utilizar la

condición de “adiabaticidad “.

Conociendo que el calor

involucrado en cada una de las

partes es igual a:

donde: m es la masa de agua

involucrada, Cp es la capacidad es

la temperatura alcanzada

después de la calorífica del agua,

T2 mezcla y T1 es la temperatura

del sistema antes de la mezcla.

Parte Experimental

para la determinación de la

capacidad calorífica del

calorímetro se requirió utilizar

100mL de agua en dos etapas: a

temperatura ambiente y a 80oC;

en la primera etapa se deposito

el agua en la celda calorífica (un

termo) teniendo dentro de este el

montaje previamente realizado

para medir la variación de

temperatura, se tomo lectura de

tiempo durante unos minutos

considerables para observar si se

presentaba variación en la

temperatura, lo cual se alcanzo a

observar, terminada la lectura del

tiempo se retiro el agua

contenida en el termo y se

procedió con la siguiente etapa la

cual consistió en realizar el

procedimiento descrito

anteriormente con la primera

etapa difiriendo de esta en que el

agua se encontraba a una

temperatura mucho mayor. (Las

dos estepas se realizaron por

triplicado).

Análisis De Resultados.

En la presente practica de

laboratorio se calculo una

constante C del calorímetro (que

relaciona masa y Cp del

calorímetro), esta se debió

realizar por segunda vez ya que

los datos obtenidos en la primera

oportunidad no eran lógicos con

lo que se esperaba en esta

experiencia, algunas de las

posibles causas de error durante

esta experiencia fue que no se

tomaron correctamente os datos,

la masa de agua que se perdió en

la adición de esta misma al

calorímetro y de igual modo la

perdida de energía cuando se

realizaba la agitación ya que el

sistema no fue totalmente

adiabático.

Cuando se realizo por segunda

vez se obtuvieron los siguientes

resultados:

Tiempo

(min)

ETAPA 1 ETAPA 2

Voltaje(mV) Voltaje(mV)

1 178 446

2 179,4 458

3 179,5 459

4 179,6 455

5 179,7 453

6 179,7 451

7 179,8 448

8 179,8 446

9 179,8 444

10 179,8 442

11 179,8 440

12 179,9 438

13 179,9 436

14 180 434

15 180 433

16 180 431

17 180 429

18 180 428

19 180 426

20 180 424

21 180 422

Agua(g) Agua a

temperatura

ambiente

Agua a 80oC ETP1:

98,0806

ETP2:99,330

1

El siguiente termograma es una

gráfica que relaciona el tiempo

con temperatura; esta

temperatura en realidad es el

resultado de medición del voltaje

del sensor termoeléctrico.

Teniendo en cuenta la anterior

tabla de datos y el resultado que

se obtuvo en la calibración del

calorímetro, se realizo la

conversión de los milivoltios a

grados centígrados; dicha

ecuación obtenida en la curva de

calibración es la siguiente:

Como se puede observar, la

temperatura tiene un máximo en

el preciso momento en el que se

agrega la cantidad de agua

caliente al calorímetro con agua

fría, posteriormente se estabiliza

paulatinamente en 422mV lo

cual indica que se ha llegado a un

equilibrio térmico entre el agua

fría y el agua caliente, es decir,

que después de 21 minutos las

dos masa de agua alcanzaron la

misma temperatura por efecto de

la ley cero de la termodinámica.

Para el siguiente paso, se tuvo en

cuenta que el voltaje obtenido en

la etapa 1 va a ser T1 y el obtenido

en la etapa 2 va a ser T3, de la

siguiente manera:

( )

( )

La temperatura dos (T2) es 80ºC

(Temperatura a la cual se

adicionaron 100mL de agua

caliente).

De igual modo, se determino la

constante del calorímetro

(relaciona la masa del calorímetro

y el Cp de este mismo), este

cálculo se realizo con la siguiente

ecuación:

T3=45,0668ºC ; T2=80ºC ; T1=

18,2774ºC

( ) (

) ( )=0

T = 0,1107mV - 1,648

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 500 1000

Tem

pe

ratu

ra

Voltaje

CURVA DE

CALIBRACION

44,5

45

45,5

46

46,5

47

47,5

48

48,5

49

49,5

0 10 20 30

Tem

pe

ratu

ra

Tíempo

Termograma

temperatura

( )( )(

) (

) ( )

(

)

Conclusiones.

Después de cierto tiempo

dos cuerpos con diferentes

temperaturas puestos en

contacto van a alcanzar

una misma temperatura.

Por medio de la ecuación

de calor se logra calcular la

constante de calor

específico del calorímetro

cuando se hace un registro

de volúmenes específicos

de agua en diferentes

temperaturas.

El calor cedido por un

sistema en particular es

absorbido por el sistema

que lo rodea.

Bibliografía

1. Luis H. Blanco, Tópicos en

Química Básica,

Experimentos de

Laboratorio, Editorial

Guadalupe, 1996.