calorimetría y calor específico

CALORIM

ETRÍA

Y C

ALOR

ESPECÍFI

CO

OBJETIVO GENERAL

Adquirir conocimientos de calorimetría y calor específico para aplicar en la resolución de ejercicios

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conceptualizar los términos asociados con calorimetría y calor específico

Entender las formulas y la unidades en las cuales vamos a trabajar

Aplicar conocimientos para resolver ejercicios

COLORIMETRÍA

El objetivo de la calorimetría es medir la cantidad de calor absorbido o liberado por un cuerpo cuando ay un intercambio de energía calorífica, en consecuencia permite conocer el calor especifico de una sustancia o la temperatura final de una mezcla

CAPACIDAD CALORÍFICA ESPECÍFICA (C)Si la sustancia recibe una

cantidad de calor Q la temperatura varia en (Δt), la capacidad térmica de sustancia se expresa por la ecuación

CALOR ESPECIFICO

Si disponemos de cuerpos de un mismo material paro de masas m diferentes sus capacidades térmicas (C) son distintas cuya relación de calor específico (c) se expresa:

UNIDADES SE CALOR ESPECIFICO

UNIDADES DE ENERGÍA CALORÍFICA

Kilográmetros (Kgm); ergios (erg); kilovatio-hora (kWh) y de acuerdo al sistema internacional SI la energía se mide en Julios (J). A más de esas se emplea otras unidades para medir la energía calorífica como la caloría (cal); kilocaloría (kcal) y la unidad térmica británica (BTU).

FACTORES DE CONVERSIÓN

1 kmg=2.34 cal

1 J=0.24 cal

1 cal=0.427 kmg=4.186 x 10-7 erg

1 cal=4.186 J

1 kcal=1000 cal

1kcal=4186 J

1 BTU=252 cal

1 BTU=1054 J

Calores específicos

sustancia

Agua 1

Aluminio 0.22

Hierro 0.115

Cobre 0.093

Mercurio 0.033

Cuerpo humano 0.83

Vidrio 0.20

Laton 0.094

Vapor de agua 0.50

Hielo 0.55

Plata 0.056

Tungteno 0.032

Agua salada 0.95

Amoniaco 1.07

Plomo 0.031

EJERCICIOSU N R E C I P I E N T E D E A LU M I N I O C U YA M A S A E S 1 0 0 G R C O N T I E N E 8 0 M L D E E TA N O L A 2 0 º C , E N D I C H O R E C I P I E N T E S E D E J A C A E R U N B L O Q U E D E 6 0 G R D E C I E RT O M AT E R I A L A 8 0 º C , C U A N D O S E A A L C A N Z A D O E L E Q U I L I B R I O L A T E M P E RAT U R A D E L E TA N O L E S 3 2 º C . C A L C U L A R E L C A L O R E S P E C I F I C O D E L M AT E R I A L ?

D AT O S

M A L = 1 0 0 G R C A L = 0 , 2 1 9 C A L / ( G R * º C )

V E TA N O L = 8 0 M L C E TA = 0 , 5 8 3 C A L / ( G R * º C )

T O = 2 0 º C

M = 6 0 G R

T = 8 0 º C

T E Q = 3 2 º C

QG=QP

MAL*CAL*∆T+META*CETA*∆T=MM*CM

*∆T

100GR*0 ,219CAL / (GR*ºC)*12ºC+

63 ,2GR*0 ,583CAL /

(GR*ºC)*12ºC=60GR*C*48ºC

7 0 0 , 1 4 C A L = 2 8 8 0 G R * º C * C

C = 7 0 0 , 1 4 C A L / 2 8 8 0 ( G R * º C ) )

RESPUESTA C = 0 , 2 4 C A L / ( G R * º C )

A UN CUERPO SE LE SUMINISTRA 150 CAL PARA ELEVAR SU TEMPERATURA DE 15ºC A 20ºC.¿CUAL ES LA CAPACIDAD CALORÍF ICA DE DICHO CUERPO?

DATOS

Q=150 CAL

T 1 =15 ºC

T 2 =20 ºC

C=??

C=Q/∆T

∆T=T2-T1

∆T=20-15ºC

∆T=5ºC

C=150 CAL/5ºC

RESPUESTA C=30CAL/ºC

¿A QUÉ TEMPERATURA ESTABAN 100 GR DE PLOMO S I SE ENFRÍA HASTA 60 ºC HABIENDO DESPRENDIDO 0,5 KCAL?

DATOS

T 2 = ?

T 1 = 60ªC

M=100 GR

Q = 0,5 KCAL=500 CAL

C=0,031 CALG*ºC

∆T=T2 -T1

T2=∆+T1

T2=(161 ,29+60) ºC

RESPUESTA T2=221 ,29ºC

Q=C*M*∆T

∆T=Q/ (C*M)

∆T=500 CAL / (0 ,031 CAL / (GR*ºC ) *100

GR)

∆T=161 ,29 ºC

PARA ELEVAR LA TEMPERATURA DE 100 L ITROS DE AGUA DE 30 ºF A 60 ºF. ¿QUÉ CANTIDAD DE CALOR SE DEBE SUMINISTRAR?

DATOS

V=100 L = 0 ,1 M3

T 1 = 30 ºF

T 2 = 60 ºF

Q= ¿?¿?

Q=C*M*∆T

D=M/V

D=1000 KG/M3

M=D*V

M=1000 KG/M^3*0,1M^3

M=100 KG=100000 GR

ºC5=(ºF-32) /9

ºC=5*(F-32) /9

ºC=5*(30-32) /9

ºC=-1.11

ºC=5*(60-32) /9

ºC=15,55

∆T =T 2 -T1

∆T =15 ,55 ºC - - 1 ,11 ºC

∆T =15 ,55 ºC+1 , 11 ºC

∆T =16 ,66 ºC

C=1CAL / (GR * ºC )

Q =1CAL / (GR * ºC ) *100000 GR *16 ,66ºC

Q =1666000 CAL

1666000 CAL *4 , 186 J / 1 CAL

RESPUESTA Q =6973876 J

PREGUNTA

S

Defina calorimetria.

Es medir la cantidad de calor absorbido o liberado por un cuerpo cuando hay un intercambio de energía calorífica, en consecuencia permite conocer el calor especifico de una sustancia o la temperatura final de una mezcla.

Defina el calor especifico de una sustancia.

Es la cantidad de calor que se debe suministrar a la unidad de masa para elevar la temperatura un grado centígrado.

CONCLUSIONES

• Cuando entres varios cuerpos hay un intercambio de energía calorífica, la cantidad de calor liberada por unos cuerpos es igual a la cantidad de calor absorbida por otros.

• La cantidad de calor absorbida o liberada por un cuerpo es proporcional a su variación de temperatura

• La cantidad de calor absorbida o liberada por un cuerpo es proporcional a la masa

• En el intercambio térmico, el calor no se crea ni se destruye sino que se transfiere de un cuerpo caliente a otro frio, cuando existe entre ellos una diferencia de temperatura.