informe calor especifico temii

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Determinacin del calor especifico del petrleo

Universidad del ZuliaEscuela de Ingeniera ElctricaMaracaibo, Venezuela

ALARCN, EDUARDO. [email protected], MARCOS. [email protected], CRISTINA. [email protected], ANAIS. [email protected] MEDINA, ALEJANDRO. [email protected] LOPEZ, SUSANA. [email protected], MIRIAM. [email protected], JOSU. [email protected], LARISA. [email protected]

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RESUMEN

El siguiente articulo muestra los resultados detallados de cmo se determina el calor especifico del petrleo; para ello se emple un calormetro, este es un instrumento muy importante para la determinacin del calor especifico. El experimento se llev a cabo determinando la masa de cada elemento utilizado para la transferencia de calor entre el agua y el petrleo, se utiliz agua ya que tiene un valor de calor especfico conocido. Los clculos se realizaron por medio de la expresin matemtica de calor especfico. Una vez obtenidos todos los valores requeridos de los elementos y sustancias utilizados en el experimento se procedi a determinar el calor especfico del petrleo.

I. INTRODUCCIONEl calor especfico es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de la unidad de masa de un elemento. Se sabe que cuando dos cuerpos que estn a distintas temperaturas se ponen en contactos entre ellos se produce un flujo de calor desde el que est a mayor temperatura hacia el que est a menor temperatura de esta manera se establece un equilibrio en las temperaturas, es decir, se igualan. En este caso entra tambin un elemento muy importante que es el calormetro, este permite aislar los cuerpos a estudiar sin que exista transferencia de calor o energa con elementos externos. nicamente se consideran para el estudio las sustancias calientes y fras entre las que se producen la transferencia de calor, esto se debe a que los recipientes son adiabticos. II. OBJETIVOS DE LA PRACTICA

OBJETIVO GENERAL

Determinar de manera experimental el calor especfico del petrleo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Observar la variacin de los resultados de acuerdo a los materiales a utilizar. Mejorar la habilidad de lectura de temperatura mediante un termmetro. Comprender el uso de un calormetro. Comparar el valor obtenido del calor especfico del petrleo con el valor terico.

III. FUNDAMENTOS TERICOS

Calor EspecficoSe define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de la unidad de masa de un elemento o compuesto en un grado. En el sistema internacional sus unidades sern por tanto Jkg-1K-1.El calor especfico no es ms que la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de la unidad de masa de un elemento o compuesto en un grado. Sabiendo esto, se puede deducir que el calor absorbido o cedido por un cuerpo de masa m cuando su temperatura vara desde una temperatura T1 hasta otra T2 (T = T2 - T1) vendr dado por la siguiente expresin:Q = mCeT (1)Cuando dos cuerpos que estn a distinta temperatura se ponen en contacto se produce un flujo de calor desde el que est a mayor temperatura hacia el que est a menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan. Se dice que se ha alcanzado el equilibrio trmico, lo cual puede observarse en la siguiente figura:

Fig. 1 Dos sustancias con diferentes temperaturas llegan al equilibrio trmico.Esto puede aplicarse al clculo del calor especfico de un material conociendo el calor especfico de otro, la masa de ambos, la temperatura inicial de ambos y la temperatura de equilibrio en la prctica que se propone; lo cual es lo deseado en este experimento. CalormetroEl calormetro es un instrumento con el cual se puede medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Si se hace un caso ideal de transferencia de calor, se puede hacer una simplificacin: nicamente se consideran como sustancias intervinientes a las sustancias calientes y fras entre las cuales se produce la transferencia de calor y no los recipientes, los cuales se consideraran recipientes adiabticos ideales, cuyas paredes con el exterior son perfectos aislantes trmicos; el caso real ms parecido es un termo o un saco de dormir con relleno de plumas.

Fig. 2 Descripcin grfica del calormetro

IV. DESARROLLO EXPERIMENTALA cada elemento a utilizar se le debe determinar el calor especfico ya que ser utilizado en la expresin matemtica ecuacin 1. Considerando que el calormetro no tiene perdidas de calor y ya que no se le entrega trabajo, se determina el calor especifico del calormetro, para ello se utilizara agua, ya que el calor especifico de la misma es conocido, y la expresin estar dada por (2)Y por ecuacin 1: (3)Se despeja (4)Y ya que todas las expresiones al lado derecho de la ecuacin son conocidas o se pueden medir se determina el calor especfico del calormetro.Se hace el mismo procedimiento con cada uno de los elementos a utilizar.Despus del calormetro se determina el calor especfico de las probetas llenndolas de agua y finalmente el del petrleo, para el petrleo se usa la ecuacin 5. (5)Las mediciones se realizaron de la siguiente manera, lo primero que se realiz en este experimento fue pesar previamente el calormetro y las probetas sin agua para saber cunto pesa el material que los componen; luego se procedi a realizar el mismo procedimiento pero sta vez con las probetas y el calormetro llenos de agua; esto para saber exactamente la cantidad de masa de agua que se est agregando.Despus de pesar las probetas y el calormetro, se procedi a colocar las probetas con agua en la olla con agua caliente; de manera que se calentaran. Como se sabe, la temperatura para que el agua comience a hervir es alrededor de los 100C. Esto, se puede ver en la siguiente figura:

Fig. 3 Olla con las probetas calentndose.

Despus de que el agua en la olla hierva, se procede a sacar una de las probetas (se debe medir la temperatura en la olla antes de sacar la probeta) y colocarlas en el calormetro; de manera que el agua que est all dentro llegue a su equilibrio trmico. Igualmente, la temperatura del calormetro se mide antes y despus de insertar la probeta con agua caliente. Luego con todos estos datos, se procede a la realizacin del clculo.De manera anloga, se realiza el mismo procedimiento pero con las probetas llenas de petrleo. Para este caso, se realiz varias veces el proceso debido a que las mediciones son muy variadas; es decir, el calor especfico que se calcul no daba aproximado al calor especfico terico. Sin embargo, luego de tres intentos se logr obtener un valor cercano al esperado.

Fig. 4 Probeta con petrleo en agua caliente

V. RESULTADOS

Pesos (Kg):Probeta (Pr)0,023

Calormetro (cal)1,042

1) Primera experiencia: Determinacin de Calor Especifico del CalormetroPesos (Kg):Calormetro con agua fra1,721

Calormetro con agua fra y caliente1,9145

Agua fra (af)0,679

Agua caliente (ac)0,1935

Temperaturas (C):Agua fra (af)23,95

Agua caliente (ac)81

Equilibrio35,5

11,55

-45,5

Calculo:

2) Segunda experiencia: Determinacin de Calor Especifico de la Probetaa) Pesos (Kg):Calormetro con agua fra1,9115

Probeta con agua0,0508

Agua fra (af)0,8695

Agua caliente (ac)0,0278

Temperaturas (C):Agua fra (af)24,2

Agua caliente (ac)94,5

Equilibrio26,4

2,2

-68,1

Calculo:

b) Pesos (Kg):Calormetro con agua fra1,831

Probeta con agua0,0508

Agua fra (af)0,789

Agua caliente (ac)0,0278

Temperaturas (C):Agua fra (af)25

Agua caliente (ac)94

Equilibrio27,3

2,3

-66,7

Calculo:

c) Pesos (Kg):Calormetro con agua fra1,6955

Probeta con agua0,0508

Agua fra (af)0,6535

Agua caliente (ac)0,0278

Temperaturas (C):Agua fra (af)24,8

Agua caliente (ac)95

Equilibrio27,5

2,7

-67,5

Calculo:

3) Tercera experiencia: Determinacin de Calor Especifico del petrleo a) Pesos (Kg):Calormetro con agua fra1,5305

Probeta con petrleo0,0534

Agua fra (af)0,4885

Petrleo (pe)0,0304

Temperaturas (C):Agua fra (af)25

Petrleo (pe)96

Equilibrio26,2

1,2

-69,8

Clculo:

b) Pesos (Kg):Calormetro con agua fra 1,831

Probeta con petrleo0,0505

Agua fra (af) 0,789

Petrleo (pe)0,0275

Temperaturas (C):Agua fra (af)26

petrleo (pe) 94

Equilibrio 27,5

1,5

-66,5

Calculo:

CONCLUSIONESLa determinacin del calor especfico del petrleo fue un poco engorrosa, ya que se tuvo que realizar en varios intentos por resultados exorbitantes debido a errores experimentales y detalles con los elementos, hasta llegar a la solucin esperada, el experimento fue repetitivo, es decir a parte de los resultados no vlidos, se realiz la secuencia varias veces con resultados lgicos para de esta forma reducir un poco el margen de error experimental. Finalmente se obtiene un valor de calor especfico del petrleo muy aproximado a valor terico que se tiene del mismo y por ello que se puede decir que el proceso realizado y la determinacin del calor especfico del petrleo fueron un xito.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Fsica y Qumica en Flash (2004). Energa Trmica. [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://fisicayquimicaenflash.es/eso/4eso/e_termica/e_termica03.html [Consulta: 2013, Junio 7].2. Gobierno de Espaa, Ministerio de Eduacin (2006). Calormetro. [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/calorimetro/calorimetro.html [Consulta: 2013, Junio 9].