UNIVERSIDAD POLITECNICA DE TLAXCALA

Ing. En Biotecnologa

Asignatura: Termodinmica

Alumnos:Kevin Luna Tepepa

Reporte de practica #2 Construccin de un calormetro

Grado y grupo: 2 AFecha: 29-06-15

OBJETIVO:Construir un calormetro casero y realizar un experimento con el mismo

INTRODUCCINLa calorimetra estudia el intercambio de calor, en diferentes procesos, mediante un instrumento denominado calormetro, que mide el cambio de energa en un sistema al operar un proceso; que puede ser fsico, qumico y biolgico.El primer calormetro para medir el calor, fue desarrollado en 1783 por Lavoisier y Laplace Midieron el cambio en el calor de un cuerpo caliente, para fundir una cantidad de hielo; se esperaba hasta que el cuerpo caliente, estuviera a la temperatura del hielo, y despus se determinaba la masa del hielo derretido.La construccin de calormetros ayuda a entender la ciencia de la energa y sus transformaciones, con un experimento simple, se puede deducir el cambio de calor, pero implica el conocimiento de conceptos como; capacidad calorfica, entalpa, poder calorfico, potencia trmica, etc. En este informe se presentar diversas tcnicas de los calormetros.Qu es el Calormetro?El calormetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor especfico de un cuerpo, as como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.El tipo de calormetro de uso ms extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termmetro. Se coloca una fuente de calor en el calormetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termmetro. Si se conoce la capacidad calorfica del calormetro (que tambin puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energa liberada puede calcularse fcilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor especfico y el calor latente pueden ir midindose segn se va enfriando el objeto. El calor latente, que no est relacionado con un cambio de temperatura, es la energa trmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de lquido a slido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reaccin qumica, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calormetro y la reaccin se provoca por ignicin, con ayuda de una chispa elctrica.Los calormetros suelen incluir su equivalente, para facilitar clculos. El equivalente en agua del calormetro es la masa de agua que se comportara igual que el calormetro y que perdera igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, slo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes.

CaractersticasLas versiones de guas de ondas utilizan como fluido de trabajo agua. Mientras que el coaxial utiliza aceite y es construido para bajas frecuencias. Aire tambin puede ser usado, pero el uso de gases crea un problema adicional a causa del calor debido a la compresibilidad.Los calormetros de flujo pueden manejar mayores potencias que los tipos estticos. Su principal aplicacin es para potencias de muchos watts. Para medir las subidas de temperatura en un calormetro usualmente se emplean termopilas, termmetros de resistencia y algunas veces termistores.

Proceso Termodinmico.Son las transformaciones que sufre un sistema de un estado de equilibrio inicial a uno final, en el que las variables de estado sufren un cambio al paso de un estado a otro, como producto de una interaccin del sistema con su medio y con otro sistema. Los procesos ms importantes son: Proceso adiabtico Cualquier proceso fsico en el que magnitudes como la presin o el volumen se modifican sin una transferencia significativa de energa calorfica hacia el entorno o desde ste: Q = 0. Esta situacin se puede presentar cuando el sistema est extremadamente aislado, o cuando el proceso ocurre tan rpido que el calor no tiene tiempo de fluir hacia dentro o hacia afuera. El calentamiento y enfriamiento adiabtico son procesos que comnmente ocurren debido al cambio en la presin de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales.

Proceso Isotrmico Es un proceso isotrmico, o isotermo en el que la temperatura permanece constante durante la operacin. La energa interna de un gas es funcin de la temperatura exclusivamente (T=0).Proceso isobrico Un proceso isobrico es un proceso termodinmico que ocurre a presin constante. En l, el calor transferido a presin constante est relacionado con el resto de variables mediante:Q=U+P*V Dnde: Q = Calor transferido; U = Energa Interna; P= Presin y V = Volumen.

Primera ley de la termodinmica.Tratndose de formas de energa, es bueno recordar que existe una ley universal, llamada: Ley de la conservacin de la energa, la cual desde el punto de vista de la termodinmica se ha llamado:Primera ley de la termodinmica. Establece que: la energa no puede crearse ni destruirse, slo puede transformarse de una forma a otra.Energa interna.Utilizando la primera ley de la termodinmica se analizan los cambios de energa de los sistemas qumicos. Para ello, debemos considerar todas las fuentes de energa cintica y potencial del sistema. La energa interna de un sistema es la suma de todas las energas cinticas y potenciales de todas sus partes componentes.Reacciones exotrmica y endotrmica.Reacciones endotrmica. Son aquellas reacciones qumicas que al efectuarse absorben calor. (Endo-es un prefijo que significa adentro).Ejemplo de un proceso endotrmico es: la fusin del hielo, fluye calor hacia adentro del sistema desde su entorno. Si nosotros, como parte del entorno, tocamos el recipiente donde se est derritiendo el hielo, sentimos que est fro porque hay transferencia de calor de nuestra mano al recipiente.Reacciones exotrmicas. Son aquellas reacciones qumicas que desprenden calor al momento de efectuarse. (Exo-es un prefijo que significa afuera).Ejemplo de un proceso exotrmico, sera la combustin de la gasolina, fluye calor hacia afuera del sistema, hacia el entornoEntalpa.La entalpa proviene del griego enthalpein, que significa calentar. Representa el flujo de calor en los cambios qumicos que se efectan a presin constante cuando no se efecta ms trabajo que el trabajo presin-volumen.La entalpa, H, es igual a la energa interna (U), ms el producto de la presin (P) y el volumen (V) del sistema:La entalpa es una funcin de estado porque la energa interna, la presin y el volumen son funciones de estado. Supongamos que se efecta uncambio a presin constante.Entalpa de reaccin.Dado que H es una funcin de estado, H depende slo de los estados inicial y final del sistema, no de cmo se efecta el cambio, el cambio de entalpa para una reaccin qumica est dado por la entalpa de los productos menos la de los reactivos:El cambio de entalpa que acompaa a una reaccin se denomina entalpa de reaccin o simplemente calor de reaccin (Hr), donde (r) es una abreviatura usada comnmente para reaccin.El valor de Hr se puede determinar experimentalmente midiendo el flujo de calor que acompaa a una reaccin a presin constante.

Materiales y reactivos para la realizacin de la prctica:MATERIAL:

1Placa espuma flex 50X50 cm

1Pegamento

1Bote de aluminio

1Cinta de aislar

10Monedas de 50 centavos

1Termmetro de laboratorio

1Agitador

1Rollo Algodn

REACTIVOS:Agua 240g

DESARROLLO:Cuando ya tenemos hecho el calormetro, ponemos agua adentro a temperatura ambiente

Calentamos agua y metemos un pedazo de metal al agua que tenemos en la lata del calormetro

Tapamos el calormetro y tomamos la temperatura y las comparamos

RESULTADOS:M ac = 240gT1= 40CTe=29CM af (Te-T1)+Ck(Te-T2)+M ac(Te-T2)=0240g(29-40)C+Ck(29-21,5)C+240g(29-21,5)C=0Ce=112cal/CCalcularemos el calor especifico a 50 Centevamos Tmoneda= 86CMmoneda= 25g Qg=-QpMm*Cem*(T)=-M1*Ce*(T)112(22-21)+200(22-21)=-25*Ce(22-86)Ce=0,195J/CComposicin de la moneda 97,5%zinc Ce=0,096100% 0,09697.52,5% cobre Ce=0,3023Muestra Masa Temperatura a la que estuvo sometida Temperatura de equilibro

12 monedas de 50 centavos 25g 40C Ce=0,195J/C

CONCLUSIN:

Con el experimento realizado se obtuvo la conclusin que con el calormetro se puede saber la temperatura de equilibrio de una sustancia y objetos con mucha facilidad lo cual nos ayuda A varios procesos biotecnolgicos

REFERENCIAS:

https://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADa

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/termoquimica/calorimetria.html

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap10_calorimetria.php

http://www.educaplus.org/play-243-Calorimetr%C3%ADa.html

https://www.youtube.com/watch?v=pmCN_KeNA60