DETERMINACIN DEL CALOR ESPECFICONota. Para esta actividad debes
tener instalada java en tu PC, descargarla gratis en
www.java.comRealiza las medidas del calor especfico de diferentes
sustancias a partir de la actividad interactiva dada en la
siguiente
pgina.http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htm
Realiza un informe en Word sobre la medida del calor especfico
de diferentes slidos realizadas con la actividad interactiva y
envala a travs de Calor especfico.
DESARROLLOConcepto de temperatura
INCLUDEPICTURE
"http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/termometro.gif"
\* MERGEFORMATINET
La temperatura es la sensacin fsica que nos produce un cuerpo
cuando entramos en contacto con l.
Observamos cambios en los cuerpos cuando cambian su temperatura,
por ejemplo, la dilatacin que experimenta un cuerpo cuando
incrementa su temperatura. Esta propiedad se usa para medir la
temperatura de un sistema. Pensemos en los termmetros que consisten
en un pequeo depsito de mercurio que asciende por un capilar a
medida que se incrementa la temperatura.
Concepto de calor
Cuando dos cuerpos A y B que tienen diferentes temperaturas se
ponen en contacto trmico, despus de un cierto tiempo, alcanzan la
condicin de equilibrio en la que ambos cuerpos estn a la misma
temperatura. Un fenmeno fsico anlogo son los vasos
comunicantes.
Supongamos que la temperatura del cuerpo A es mayor que la del
cuerpo B, TA>TB.
Observaremos que la temperatura de B se eleva hasta que se hace
casi igual a la de A. En el proceso inverso, si el objeto B tiene
una temperatura TB>TA, el bao A eleva un poco su temperatura
hasta que ambas se igualan.
Cuando un sistema de masa grande se pone en contacto con un
sistema de masa pequea que est a diferente temperatura, la
temperatura de equilibrio resultante est prxima a la del sistema
grande.
Decimos que una cantidad de calor DQ se transfiere desde el
sistema de mayor temperatura al sistema de menor temperatura.
La cantidad de calor transferida es proporcional al cambio de
temperatura DT.
La constante de proporcionalidad C se denomina capacidad
calorfica del sistema.
DQ=CDTSi los cuerpos A y B son los dos componentes de un sistema
aislado, el cuerpo que est a mayor temperatura transfiere calor al
cuerpo que est a menos temperatura hasta que ambas se igualan
Si TA>TB El cuerpo A cede calor: DQA=CA(T-TA), entonces
DQA0Como DQA+DQB=0
La temperatura de equilibrio, se obtiene mediante la media
ponderada
La capacidad calorfica de la unidad de masa se denomina calor
especfico c. C=mcLa frmula para la transferencia de calor entre los
cuerpos se expresa en trminos de la masa m, del calor especfico c y
del cambio de temperatura.
DQ=mc(Tf-Ti)
donde Tf es la temperatura final y Ti es la temperatura
inicial.
El calor especfico es la cantidad de calor que hay que
suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve en un grado
centgrado su temperatura.
Joule demostr la equivalencia entre calor y trabajo 1cal=4.186
J. Por razones histricas la unidad de calor no es la misma que la
de trabajo, el calor se suele expresar en caloras.
El calor especfico del agua es c=1 cal/(g C). Hay que
suministrar una calora para que un gramo de agua eleve su
temperatura en un grado centgrado.
Fundamentos fsicos
Cuando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en
un recinto adiabtico se producen intercambios calorficos entre
ellos alcanzndose la temperatura de equilibrio al cabo de cierto
tiempo. Cuando se ha alcanzado este equilibrio se debe cumplir que
la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero.
Se define calor especfico c como la cantidad de calor que hay
que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su
temperatura en un grado centgrado. En el caso particular del agua c
vale 1 cal/(g C) 4186 J(kg K).
La unidad de calor especfico que ms se usa es cal/(g C) sin
embargo, debemos de ir acostumbrndonos a usar el Sistema
Internacional de Unidades de Medida, y expresar el calor especfico
en J/(kgK). El factor de conversin es 4186.
SustanciaCalor especfico (J/kgK)Acero
460
Aluminio
880
Cobre
390
Estao
230
Hierro
450
Mercurio
138
Oro
130
Plata
235
Plomo
130
Sodio
1300
Fuente: Koshkin N. I., Shirkvich M. G.. Manual de Fsica
Elemental. Editorial Mir 1975, pg 74-75
La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula
mediante la siguiente frmula
Q=mc(Tf-Ti)
Donde m es la masa, c es el calor especfico, Ti es la
temperatura inicial y Tf la temperatura final
Si Ti>Tf el cuerpo cede calor Q