Calor especifico y equilibrio térmico
Objetivos
Determinar experimentalmente el calor especifico de los cuerpos de prueba
Calculos del calor perdido, calor ganado, y calor especifico
Conclusiones

Materiales y equipos
balanza
Termómetro
Barra de Fe,Cu,Al
Recipiente con agua
Fuente de calor
Calorímetro
Pinza
Agitador
franela

PROCEDIMIENTO
Pesamos los materiales que son necesarios como el peso del recipiente con agua, los materiales que son el hierro , el cobre y el aluminio.
Luego en el calorímetro introducimos los materiales para que adquieran un calor inicial tomamos su temperatura antes de ser sacados del recipiente
Una ves que estimamos que adquirieron calor los sacamos y colocamos en el recipiente con agua a temperatura ambiente y precedemos a tomar la temperatura que adquirió el sistema
Cada medida de peso y temperatura fue registrada en el cuadro de valores.

Cuadro de valores

1. Sólido de Metal hierro cobre aluminio
2. Masa del Sólido g 6.2 2 2
3. Masa del Calorímetro g 29 29 29
4. Masa del Calorímetro con Agua g 87 61.2 76.9
5. Masa del Agua g 58 32.2 47.9
6. Calor Específico delCalorímetro cal/ g °C 0.214 0.214 0.214
7. Temperatura inicial del Sólido °C 82 87 85
8. Temperatura inicial del Agua °C 19 19 19
9. Temperatura inicial del Calorímetro °C 19 19 19
10. Cambio en la temperatura del Agua °C 1 1 0.5
11. Cambio en la temperatura del Calorímetro °C 1 1 0.5
12. Calor ganado por el Agua cal 58 32.2 47.9
13. Calor ganado por el Calorímetro cal 6.206 6.206 3.103
14. Total de Calor ganado cal 64.19 36.16 30.13
15. Calor perdido por el Sólido cal -64.19 -36.16 -30.13
16. Cambio en la temperatura del Sólido °C -63 -68 -66
17. Calor Especifico del Sólido cal/ g °C 0.167 0.287 0.23
18. Valor aceptado de Calor Especifico cal/ g °C 0.107 0.092 0.214
19. Temperatura equilibrio °C 18 18 18.5

SÓLIDO No 1: ( Cilindro de hierro )
Masa del Agua:
MH2O = (87 gr - 29 gr)
MH2O = 58 gr

Calor Ganado por el Agua:

2. Para que el procedimiento tres pueda aplicarse satisfactoriamente los sólidos no puedenser porosos, deben ser mas densos que el líquido porque el peso del sólido sera mayor que el empuje y por tanto lograra hundirse, pero si el empuje es mayor que el peso, flotara, y si son iguales quedara entre dos líquidos. El sólido no puede ser soluble en el líquido de la probeta y no puede tener reacciones con éste.

3. El agua de mar es mas densa que el agua pura porque ésta contiene sal y otras sustancias disueltas que la hacen mas densa que el agua pura.

4. a) Empuje hidrostatico: es una fuerza vertical dirigida hacia arriba que un líquido ejerce sobre un cuerpo sumergido en él. Esto se debe a que cuando un cuerpo se sumerge en un líquido éste ejerce fuerzas de presión sobre todos los puntos de la superficie del cuerpo, pero como las fuerzas que actúan tienen diferente magnitud, su resultado no sera nulo, la mayor magnitud esta dirigida hacia arriba y es la que representa el empuje hidrostatico del líquido sobre el cuerpo. La fórmula para calcular el empuje hidrostatico es

E= DgV

E es empuje, D es la densidad, g la gravedad y V volumen del cuerpo.

5. b) El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, sera empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe elnombre de empuje hidrostatico o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
E= m x g= ρf g V
Donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa siempre verticalmente hacia arriba y esta aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
c) Si hay relación, ya que con el Principio de Arquímedes podemos encontrar la densidad de un sólido en un líquido, ademas los materiales que usamos en el laboratorio son creados basandose en este principio como el densímetro, y otro como la balanza de Westphal.
Densímetro: vidrio o instrumento de metal graduado que se utiliza para medir la densidad de un líquido. Se basa en el principio hidrostatico del matematico e inventor griego Arquímedes, que establece que cualquier cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual a la masa del líquido desalojado. El densímetro tiene una parte inferior en forma de ampolla llena de plomo o mercurio y flota por sí mismo en la disolución a medir. Cuando esta sumergido, la varilla graduada se eleva verticalmentepara dar una lectura de la escala.
Balanza de Westphal: tiene su fundamento en el principio de Arquímedes, es una balanza de brazos desiguales que se utiliza para la determinación de densidades de líquidos.
CONCLUSIONES
1. La densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen.
2. Para que un sólido se sumerja totalmente en un líquido, el objeto sólido debe ser mas denso que el líquido, porque el peso es mayor que el empuje.
3. El empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en un lugar determinado.
4. Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del vol Q = (58 gr) (1 cal/ gr °C) ( 1 °C)
Q = 58 cal

Calor Ganado por el Calorímetro:
Q = (29 gr (0.214 cal/ gr °C) (1°C)
Q = 6.206 cal

Calor Perdido por el Sólido:
Q = (6.2 gr) (cbloque (-62°C)
Q = -384.4 gr °C (cbloque)
Q = - 64.19 cal

Calor específico del Sólido:cbloque=(-(1°C)(58gr)(1cal/gr°C)+(29gr)(0.214cal/gr°C ))/((6.2gr)(-62°C))=0.167cal/gr°C

SÓLIDO No 2 : ( Cilindro de Cobre )
Masa del Agua:
MH2O = ( 61.2 gr - 29 gr )
MH2O = 32.2 gr

Calor Ganado por el Agua:
Q = ( 32.2 gr ) ( 1 cal/ gr °C ) ( 1 °C )
Q = 32.2 cal

Calor Ganado por el Calorímetro:
Q = ( 29 gr ) ( 0.214 cal/ gr °C ) (1 °C )
Q = 6.206 cal

Calor Perdido por el Sólido:
Q = ( 2 gr ) (cbloque ) (- 68°C )
Q = - 136 gr °C ( cbloque )
Q = - cal

Calor específico del Sólido :
cbloque=(-(1°C)(32.2gr)(1cal/gr°C)+(29gr)(0.214cal/gr°C ))/((2gr)(-68°C))=0.282cal/gr°C

SÓLIDO No 3 : ( Cilindro de aluminio )
Masa del Agua:
MH2O = ( 76.9 gr - 29 gr )
MH2O = 47.9 gr

Calor Ganado por el Agua:
Q = ( 47.9 gr ) ( 1 cal/ gr °C ) ( 0.5 °C )
Q = 47.9 cal

Calor Ganado por el Calorímetro:
Q = ( 29 gr ) ( 0.214 cal/ gr °C ) (0.5°C )
Q = 3.103 cal

Calor Perdido por el Sólido:
Q = ( 2 gr ) (cbloque ) ( -65.5°C )
Q = - 131 gr °C ( cbloque )
Q = - 30.13 cal

Calor específico del Sólido :
cbloque=(-(1°C)(47.9gr)(1cal/gr°C)+(29gr)(0.214cal/gr°C ))/((2gr)(-65.5°C))=0.230cal/gr°C