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Wilmer Gordillo Natalia Silva Jenny grande Miguel Bello CALOR ESPECÍFICO

OBJETIVOS Mediante un proceso de transferencia de calor, determinar el denominado “calor específico”, el cual permite caracterizar térmicamente a los diferentes materiales, en particular a los sólidos. COMPETENCIAS A DESARROLLAR 

Entender y aplicar los aspectos teóricos del comportamiento térmico de los materiales al desarrollo de la práctica.

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Analizar e interpretar los resultados obtenidos de acuerdo con los objetivos y el marco teórico.

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Socializar y argumentar los resultados de su trabajo experimental. Ø Proponer alternativas de solución y plantear cuestionamientos MARCO TEÓRICO

1. ¿A qué se denomina “calor” y cuándo tiene sentido aplicar éste término? ¿qué relación tiene éste con la temperatura? El calor es el proceso de transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia). Ambas son parte de una escala calorífica, También su medición en grados ya sea Centígrados o Celsius y los dos se refieren la energía cinética de los cuerpos. 2. ¿Qué diferencias hay entre calor y temperatura? Cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes. El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.

3. ¿A qué se denomina caloría? La Caloría es la unidad de energía térmica que equivale a la cantidad de calor requerido para posicionar la temperatura de un gramo de agua en un grado centígrado de 14,5 a 15,5 grados a la presión normal. El símbolo que se utiliza para denominarla es Cal. 4. ¿A qué se denomina equivalente mecánico del calor? La relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría. 5. ¿Qué distingue térmicamente a las diferentes sustancias? Una de las diferencias térmicas de las diferentes sustancias, son sus puntos de ebullición y puntos de congelación. 6. ¿Qué mide el denominado “calor específico?. ¿Cómo se relaciona? Mide la cantidad de energía que se le debe dar a una sustancia, para que ésta suba su temperatura. Su fórmula: Q=mce (t-to) Q => calor o energía m => masa ce => calor especifico t => temperatura inicial to=> temperatura final 7. ¿Qué es un calorímetro? Instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. 8. ¿Cómo se expresa, en termodinámica el teorema de la conservación de la energía? Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores:

Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricción es un proceso irreversible por el cual se convierte energía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario. Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado sino como una transformación "irremediable" de la energía. 9. ¿Cómo se aplica el teorema de conservación de la energía para determinar el calor específico de las diferentes sustancias? Una técnica para medir calor específico comprende en calentar una muestra a una temperatura conocida Tx poniéndola en un vaso que contenga agua de masa conocida y temperatura Tw < Tx y midiendo la temperatura del agua después de alcanzar el equilibrio. Esta técnica se denomina calorimetría, y los dispositivos en los que se presenta esta transferencia de energía se llaman calorímetros. Si el sistema de la muestra y el agua está aislado, la ley de conservación de la energía exige que la cantidad de energía que sale de la muestra (de calor específico desconocido) sea igual a la cantidad de energía que entre al agua. La conservación de la energía nos permite escribir la representación matemática de este enunciado de energía como El signo negativo de la ecuación es necesario para mantener consistencia con nuestra convención de signos para calor. 10. ¿Qué montajes experimentales serían apropiados para medir el calor específico de algunas sustancias sólidas? En un recipiente (olla) con agua más o menos hasta la mitad, teniendo dentro del recipiente unos objetos de metal, algunos cilíndricos y otros en bloques, atados con una cuerda. El recipiente se encontrará hirviendo el agua a una temperatura aproximada de 93.5 °C. Sacamos del calorímetro el vaso de aluminio y lo pesamos. Después, agregamos agua suficiente como para cubrir el bloque de metal en el recipiente de aluminio y pesamos el conjunto vaso-agua. Colocamos el vaso dentro del calorímetro. Medimos entonces la temperatura del agua en el calorímetro, es decir, la del conjunto vaso-agua. Levantamos el sólido de la cuerda, que esta en el recipiente con agua hirviendo, y lo sostuvimos por unos instantes, justo encima de la superficie de agua hirviendo, para que el vapor lo seque. Introducimos el sólido rápidamente dentro del calorímetro. Tapamos el calorímetro e introducimos el termómetro para medir el cambio de temperatura, desde la inicial hasta un punto de equilibrio térmico. Observamos cual fue la temperatura máxima registrada por el termómetro. BIBLIOGRAFÍA 

Sears Zemansky, Vol 2, Ed. 11

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http://legacy.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/differ_sp_06sep01.html

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http://www.dietasycalorias.com/informacion/nutricion/53-definicion-de-calorias.html

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http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/joule/joule.htm

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http://www.monografias.com/trabajos35/calor-especifico/calor-especifico.shtml

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http://www.slideshare.net/gobad/calor-especifico