Objetivo:
Calcular el calor específico del alcohol etílico de forma
experimental. Se sabe que el valor
teórico del calor específico del agua es 4180 J/(kg·K).
Fundamento teórico:
El calor o energía calorífica se mide en Julios (J).
Es la unidad en la que se mide la energía en el Sistema Internacional.
Para calcular el calor que gana o pierde un cuerpo
se aplica la siguiente fórmula:
Q = m· ce·(Tf - Ti)
Siendo: Q = calor (J); m = masa (kg) ; ce = calor
específico (J/(kg·K)) ; Tf =
temperatura final ; Ti =
temperatura inicial
Si mezclamos dos masas, m1 y m2,
a diferentes temperaturas, T1 y T2, se produce un intercambio
de calor desde la masa de mayor temperatura hacia la masa de menor
temperatura. La fórmula que tenemos que utilizar para comparar los calores
intercambiados entre dos masas, es:
Q cedido + Q ganado = 0
m1·ce·(Teq
– T1) + m2·ce·(Teq
- T2) = 0
Siendo Teq la temperatura
de equilibrio, cuando han pasado unos segundos tras mezclarse las dos masas.
Material:
·
Un calorímetro.
·
Vaso de
precipitado.
·
Un termómetro.
·
Una balanza.
·
Agua y alcohol
etílico.
·
Mechero o placa
calefactora para calentar el agua.
Procedimiento:
1.
Calentar agua en
un recipiente hasta que alcance entre 70 y 80º C.
2.
Echar unos 250 g
de agua caliente en el calorímetro (anotar exactamente los gramos de agua).
Tapar el calorímetro e introducir por la tapadera un termómetro hasta el fondo
del recipiente. Mantener un minuto agitando y después anotar la temperatura.
3.
Medir unos 150 g
de alcohol con la balanza (anotar la cantidad exacta) y medir con un termómetro
la temperatura exacta del alcohol.
4.
Echar el alcohol
en el calorímetro junto con el agua caliente. Tapar el recipiente, remover la
mezcla y dejar unos segundos hasta que la temperatura se estabilice y anotar la
temperatura.
5.
Sustituir los
datos medidos en la fórmula y despejar el valor del calor específico del
alcohol de la ecuación. Para el agua fría utilizamos el valor teórico del calor
específico, ce = 4180 J/kg·K, y para el alcohol despejamos el
valor de ce como incógnita.
Informe de laboratorio:
a)
Anota los datos
que has medido:
Sustancia
|
Masa (kg)
|
Temperatura (º C)
|
Agua
|
m1 =
|
T1 =
|
Alcohol etílico
|
m2 =
|
T2 =
|
Mezcla de agua y alcohol
|
Teq =
|
b)
Calcula el valor
del calor específico del alcohol, ce, sustituyendo los
datos experimentales en la fórmula:
m1·ce·(Teq
– T1) + m2·ce·(Teq - T2)
= 0
c)
Compara el valor
teórico del calor específico, ce, con el valor experimental.
Valor
teórico
(alcohol
etílico)
|
Valor
experimental (alcohol etílico)
|
|
Calor
específico
|
2469
J/(kg·K)
|
¿Crees que has obtenido un valor parecido al teórico,
o crees que el valor es muy diferente?. En caso que sea diferente explica a qué
se puede deber esta diferencia.
