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• Fernanda Aldana

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Universidad  Nacional  Autónoma  de  México    

 

  Laboratorio  de  Termodinámica       Grupo  14.  Brigada  1       Cuestionario  No.  4  “Capacidad  térmica  específica  de  los   metales”      

  Profesor:  Martínez  Bautista  Abraham  Laurencio       Aldana  Dorantes  Fernanda     Febrero  24  de  2015  

    1.-­‐  Explique  en  que  consiste  la  técnica  llamada  calorimetría.   Es   una   técnica   de   análisis   térmico   para   medir   los   cambios     energéticos   de   alguna   substancia  con  respecto  a  otra  de  referencia   Se   aplica   en   casos   como   el   estudio   de   polímeros,   de   productos   farmacéuticos   y   de   alimentos.   Mediante  la  calorimetría  se  puede  medir  el  calor  en  una  reacción  química  o  un  cambio   físico  usando  un  instrumento  llamado  calorímetro.     ΔU  =  cambio  de  energía  interna   Como  la  presión  no  se  mantiene  constante,  el  calor  medido  no     representa  el  cambio  de  entalpía.     2.-­‐  Escriba  la  relación  matemática  que  se  ocupa  para  cuantificar  la  capacidad  térmica.     mc(Tf-­‐Ti)=maca(Tf-­‐Ti)+mccc(Tf-­‐Ti)     De   lado   izquierdo   van   los   datos   del   material   cuya   capacidad   térmica   se   desea   conocer.   De  lado  derecho  los  datos  de  los  materiales  de  referencia.  El  subíndice  a  corresponde   al  agua  y  el  c  al  material  del  cual  está  hecho  el  calorímetro.     3.-­‐¿En  qué  unidades  puede  expresarse  la  capacidad  térmica  específica?     !" !" [!"  ∆º! ]        [!"  ∆º!]  

  4.-­‐   Investigue   en   la   literatura   la   capacidad   térmica   específica   de   las   siguientes   substancias  en  (cal/gΔºc)  y  (kj/kg  Δºc)     Material   cal/gΔºc   kj/kg  Δºc   Titanio   0.125   0.523   Cobre   0.093   0.385   Antimonio   0.0495   0.207   Hielo   0.500   2.114   Constantán   0.0565   0.2368   Azufre   0.10070   0.4216   Agua   1   4.1815   Molibdeno   0.0345   0.1444   Estaño   0.05   0.1317     5.-­‐  Acerca  de  la  parafina:  ¿qué  es?,  ¿Cómo  se  obtiene?  Y  ¿para  qué  se  usa?   Es   el   nombre   común   de   un   grupo   de   hidrocarburos   alcanos   de   fórmula   general   CnH2n+2,   donde   n   es   el   número   de   átomos   de   carbono.   La   molécula   simple   de   la   parafina   proviene   del   metano,   CH4,   un   gas   a   temperatura   ambiente;   en   cambio,   los   miembros   más   pesados   de   la   serie,   como   el   octano   C8H18,   se   presentan   como   líquidos.   Las   formas   sólidas   de   parafina,   llamadas   cera   de   parafina,   provienen   de   las   moléculas  más  pesadas  C20  a  C40.  

  Se   obtiene   del   petróleo,   de   los   esquistos   bituminosos   o   del   carbón.   El   proceso   comienza  con  una  destilación  a  temperatura  elevada,  para  obtener  aceites  pesados,  de   los   que   por   enfriamiento   a   0°   C,   cristaliza   la   parafina,   la   cual   es   separada   mediante   filtración  o  centrifugación.  El  producto  se  purifica  mediante  re  cristalizaciones,  lavados   ácidos   y   alcalinos   y   decoloración.   Las   refinerías   de   petróleo   normalmente   producen   parafina.     Se   ocupa   como:   Aislante   eléctrico,   para   almacenar   calor,   fabricación   de   termostatos,   etc.     6.-­‐  Un  trozo  de  plomo  de  250  (g)  se  calienta  hasta  101  (°C)  y  se  echa  en  un  calorímetro   de   cobre   de   350   (g),   el   cual   contiene   2   litros   de   agua   a   19   (°C).   Determine   la   temperatura  final  del  plomo.                             7.-­‐Para   determinar   el   calor   específico   de   un   bloque   de   110   (g)   de   cierto   material   se   introduce   éste   en   un   calorímetro   de   cobre   de   30   (g)   que   contiene   65   (g)   de   agua.   El   sistema   inicialmente   se   encuentra   a   27   (°C).   Posteriormente   se   añaden   115   (ml)   de   agua  a  78  (°C)  al  calorímetro.  Cuando  se  alcanza  el  equilibrio  térmico,  la  temperatura   del   agua   es   de   51   (°C).   Determine   la   capacidad   térmica   específica   del   bloque,   en   (kJ/kgΔoC).                               8.-­‐  Describa  el  calibrador  con  escala  Vernier  y  como  se  usa.   Fue   elaborado   para   satisfacer   la   necesidad   de   un   instrumento   de   lectura   directa   que  

pudiera   brindar   una   medida   fácilmente,   en   una   sola   operación.   el   calibrador   típico   puede  tomar  tres  tipos  de  mediciones:  exteriores,  interiores  y  profundidades.  Consta   de  una  regla  provista  de  un  nonius.   El  nonius  es  un  aparato  destinado  a  la  medida  precisa  de  longitudes  o  de  ángulos.  El   empleado  para  la  medida  de  longitudes  consta  de  una  regla  dividida  en  partes  iguales,   sobre  la  que  desliza  una  reglilla  graduada  (nonius)  de  tal  forma  que  n-­‐1  divisiones  de  la   regla  se  dividen  en  n  partes  iguales  del  nonius.   Si  D  es  la  longitud  de  una  de  las  divisiones  de  la  regla,  la  longitud  de  una  división  de   nonius  es  d=D(n-­‐1)/n   Se   llama   precisión   p   a   la   diferencia   entre   las   longitudes   de   una   división   de   la   regla   y   otra  del  nonius.  Su  valor  es:     Así,  si  cada  división  de  la  regla  tiene  por  longitud  un  milímetro,  y  se  han  dividido  nueve   divisiones  de  ella  en  diez  del  nonius,  la  precisión  es  de  1/10  de  mm  (nonius  decimal).     9.-­‐  Convierta  la  capacidad  térmica  del  hafnio  de  (kJ/kgΔºC)  a  (kJ/kgΔºF).                                     10.-­‐  ¿Cuántos  tipos  de  balanzas  coneces?  Descríbelas.   Balanza  de  cruz.   Consta   de   cruz   o   astil,   un   eje   que   lo   sostiene   y   dos   platillos   que   cuelgan   de   los   extremos  de  la  cruz.  Ambos  platillos  deben  estar  en  equilibrio,  si  colocamos  un  cuerpo   en  uno  de  los  platillos  debemos  conseguir  equilibrarlos  de  nuevo  colocando  pesas  en   el  otro  platillo.     Balanza  de  resorte.   consta   de   un   resorte,   en   uno   de   cuyos   puntos   se   sitúa   un   fiel,   y   de   una   escala   graduada.  En  el  extremo  inferior  un  gancho  sobre  el  que  se  colocará  el  cuerpo  a  pesar,   el  resorte  elástico  se  estira  marcando  el  peso.