Capacidad Calorifica de Un Calorimetro

Universidad de Pamplona Pamplona - Norte de Santander - Colombia Tels: (7) 5685303 - 568530 - 5685305 - !a": 568#750 - $$$%&nipamplona%ed&%'o

CAPACIDAD CALORIFICA DE UN CALORÍMETRO Sergio Salgado Romero, Carlos Humberto Villamizar Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y r!uitectura, "epartamento "epartamento de Ingeniería mbiental, Civil y #uímica, Programa de Ingeniería #uímica$ Pamplona, %orte de Santander &' de octubre &()*

RESUMEN: Se reali* la 'alibra'i*n de &na 'elda 'alorim+tri'a ('alor,metro) me'lando &n l&ido l&ido (./&a) (./&a) a temper temperat& at&ras ras diere dierente ntes s re/ist re/istran rando do s&s temper temperat& at&ras ras 1asta 1asta al'anar la temperat&ra de e2&ilibrio 'on &n termopar 'onstr&ido anteriormente% Se 'al' 'al'&l &l* * la 'apa 'apa'i 'idad dad 'alo 'alor, r,ii'a 'a del del 'alo 'alor, r,me metr tro o 'on 'on &n bala balan' n'e e de ener ener/, /,a a  as&miendo 2&e no 1a transeren'ia de 'alor del sistema 'on los alrededores% Para tener maor 'ertea de los datos obtenidos el pro'edimiento se reali* por tripli'ado obteniendo% Palabras 'laves: 'alor,metro transeren'ia de 'alor 'alorimetr,a ener/,a termopar%

ABSTRACT: Calibration o a 'alorimeter 'ell $as mi"in/ a l&id ($ater) at dierent temperat&res b re/ist re/isteri erin/ n/ t1eir t1eir temper temperat& at&res res to rea'1 rea'1 t1e e2&ili e2&ilibri bri&m &m temper temperat& at&re re $it1 $it1 a t1ermo'o&ple b&ilt previo&sl% 4e 'al'&lated t1e 1eat 'apa'it o a 'alorimeter $it1 a balan'e o po$er and ass&min/ t1at t1ere is no transer o 1eat rom t1e sstem $it1 t1e s&rro&ndin/s% To 1ave /reater 'ertaint o t1e data obtained t1e pro'ed&re $as perormed in tripli'ate obtainin/%

KEYWORDS: 'alorimeter t1ermo'o&ple 'alorimetr 'alorimetr ener/ 1eat transer INTRODUCCIÓN a 'alorimetr,a 'alorimetr,a se desarroll* desarroll* a inales inales del si/lo  esta 'ien'ia tiene 'omo ob9e ob9etitivo vo la medi medi'i 'i*n *n del del 'alo 'alorr 2&e 2&e p&eda /enerarse o 'ons&mirs mirse e d&rante &n pro'eso% "isten dierentes m+todo m+todoss para para la medi'i medi'i*n *n del 'alor 'alor

2&e emplean t+'ni'as termom+tri'as (medi' (medi'i*n i*n de tempera temperat&r t&ra) a) 2&e 1an podido optimiarse por los avan'es de la ele' ele'tr tr*n *ni' i'a a 2&e 2&e 1an 1an perm permititid ido o la re'opila'i*n de datos  el 'ontrol para manten mantener er m&estr m&estras as en 'ondi' 'ondi'ion iones es

Una universidad incluyente y incluyente y comprometida con comprometida con el desarrollo integral




2&e antes no eran posibles os pro'esos en donde 1aa inter'ambio o /enera'i*n de 'alor de 'alor p&eden ser est&diados 'alorim+tri'amente es por esto 2&e la 'alorimetr,a tiene /randes apli'a'iones apli'a'iones en diversas diversas ramas 'omo lo son el dise;o de pro'esos en la ind&st ind&stria ria arma' arma'+&t +&ti'a i'a el 'ontro 'ontroll de 'alidad de las 'orrientes de pro'eso en la ind&stria 2&,mi'a entre otras% os e2&ip &ipos &tiliados para la medi'i*n del inter'ambio de 'alor se denominan denominan 'omo 'alor,metr 'alor,metros os est
determinada as, es 'apa'idad 'alor,i'a(#)%

maor

s&

Q=C ∆ T

'&a '&a'i 'i*n *n : 'alo 'alorr en &n' &n'i*n i*n de la 'apa'idad 'alor,i'a >onde ? es el 'alor C la 'apa'idad 'alor,i'a  ∆T la dieren'ia de temperat&ras

a 'apa'idad 'alor,i'a de &n 'alor, 'alor,met metro ro se podr,a podr,a estima estimarr si se pesara pesaran n todos todos los 'ompon 'omponent entes es del 'alor lor,metro por separado  se 'ono'i 'ono'iese ese s&s 'alore 'aloress espe', espe',i' i'os% os% C&ando esto no es apli'able se debe determinar s& @e2&ivalente en a/&aA mediant mediante e aporte aporte de &na 'antid 'antidad ad 'ono'ida de 'alor al sistema  dete determ rmin ina' a'i* i*n n del del a&me a&ment nto o de la temperat&ra(3)% QH 2 O,cal + QH 2 O,fria + Qcal =0

'&a'i*n #: 'ambio de 'alor dentro de &n 'alor,metro C =− =−c p , H 2

O ∗mc ( Teq −Tc ) + mf ∗( Teq −Tf ) ) Teq −Tf

'&a'i*n 3: 'apa'idad 'alor,i'a de &n 'alor,metro


#


MATERIALES Y MÉTODOS Materiales Se &tili* &n 'alor,metro &n 'ir'&ito inte/rado =35  &n m<,metro para la toma de datos

Met!l"#a e$%eri&e'tal l pro' pro'ed edim imie ient nto o tripli'ado

se real reali i* *

por por

Pr(e)a * Se adi'iono al 'alor,metro a'oplado 'on el termopar B5%736/ de a/&a a temperat&ra ambiente (#C) se de9* 2&e al'anara el e2&ilibrio t+rmi'o se tom* tom* la temp temper erat at&r &ra a 'ada 'ada min& min&to to d&ra d&rant nte e 0 min& min&to tos s se adi' adi'io iono no 75%3 75%355 550/ 0/ de a/& a/&a a a 8#C 8#C  se re/ist re/istr* r* la temper temperat& at&ra ra 'ada 'ada min&to min&to d&rante 0 min&tos  inalmente se al'an* el e2&ilibrio t+rmi'o%

Pr(e)a +

Se adi'io adi'iono no al 'alor, 'alor,met metro ro a'opla a'oplado do 'on el termopar B8%3B7/ de a/&a a temperat&ra ambiente (#C) se de9* 2&e al'anara el e2&ilibrio t+rmi'o se pro'edi* a tomar la temperat&ra 'ada min&to d&rante 0 min&tos posteriormente se adi'iona onaron 80%050/ 80%050/ de a/&a a 8#C 8#C  se se tom* la temper temperat& at&ra ra 'ada 'ada min&to min&to d&rant d&rante e 0 min&tos  inalmente inalmente se al'an* el e2&ilibrio t+rmi'o%

Pr(e)a , Se adi'io adi'iono no al 'alor, 'alor,met metro ro a'opla a'oplado do 'on el termopar BB%65/ de a/&a a temperat&ra ambiente (#C) se de9* 2&e al'anara el e2&ilibrio t+rmi'o se tom* tom* la temp temper erat at&r &ra a 'ada 'ada min& min&to to d&ra d&rant nte e 0 min& min&to toss se adi adi'ion 'iono o 8%0#/ de a/&a a 8C  se re/ist re/istr* r* la temper temperat& at&ra ra 'ada 'ada min&to min&to d&rante 0 min&tos  inalmente se al'an* el e2&ilibrio t+rmi'o%


3


RESULTADOS RESULTADOS Y AN-LISIS

Pr&eba 

Figura: 1 termo-grama primer ensayo





PDUE. #

Figura 2: termo-grama segundo Ensayo


5


PDUE. 3

Figura: 3 termo-grama tercer ensayo

Tabla Tabla : Des<ados obtenidos en el laboratorio lab oratorio

ENSAYO PARÁMETRO MASA AGUA FRÍA (G) MASA DE CALIENTE (G) TEMP. TEMP. EQUILIBRIO EQUILIBRI O (°C) TEMP. TEMP. AGUA AG UA FRÍA (°C) TEMP. AGUA CALIENTE (°C) CAPACIDAD (CAL) CAPACIDAD (J) CONSTANTE DEL

1 95,7361 76,355

2 98,3974 80,405

3 99,1655 81,0121

45,2905

45,9337

45,9337

21 82

21 81

21 21 82

22,04706 52 92,24492 1

18,20349 19,66835 31 49 76,16341 82,29239 51 7 83,56691104


6


CALORÍMETRO (CAL)

Se 'al'&l* la temperat&ra de e2&ilibro en base a los datos re'ole'tados  esta 'orresponde 'orresponde al p&nto m<"imo de las /r<i'as (!i/&ra (!i/&ra !i/&ra !i/&ra # !i/&ra 3) para 'ada &no de los ensaos Se 'al'&l* la 'apa'idad 'alor,i'a del 'alo 'alor, r,me metr tro o s&po s&ponie niend ndo o 2&e 2&e es &n 'alor,metro adiab
±

8,116) 'alG 'alGC C

p&esto 2&e se obt&vo &na desvia'i*n est
t+rmi rmi'o dentro del sistema la temp temper erat at&r &ra a 'omi 'omien ena a a dism dismin in&i &ir r desp desp&+s &+s de 'ier 'ierto to tiem tiempo po es de'i de'ir r trata trata de b&s'ar b&s'ar el e2&ili e2&ilibrio brio t+rmi' t+rmi'o o 'on 'on los los alre alrede dedo dore res s p&es p&esto to 2&e 2&e el 'alor, 'alor,met metro ro est< est< 'omp&e 'omp&esto sto por &n material aislante ('on ba9a 'ond&'tividad t+rmi'a ) la dismin&'i*n de la temperat&ra es lenta a 2&e no se a'ilita la transeren'ia de 'alor a trav+s de las paredes del material%

CONCLUSIONES l tiem tiempo po de espe espera ra para para 2&e 2&e la temperat&ra del a/&a r,a al'an'e el e2&ilibrio t+rmi'o es &ndamental para obtener res<ados 'oniables% s ne'esa ne'esario rio re/ist re/istrar rar los datos datos en intervalos de tiempo pe2&e;os p&es desp desp&+s &+s de 2&e 2&e dent dentro ro el sist sistem ema a al'a al'an na el e2&i e2&ililibr brio io este este se ve ae'tado por el medio 2&e lo rodea 1a'iendo de're'er la temperat&ra

BIBLIO.RAFÍA %

IJNKLK Mos+ li  CJDTS eonel ira  DJ>DOIUK Llvaro S.ELT .>.ELTC. C.


7


 SUS SUS .P .PC. C.C CJN JNS S%% n : Centro nacional de metrologia % #%

.TQNS Peter 4il 4illiam  MJNS MJNS orett oretta% a% Principio Principios s de !uímica+ los descubrimiento %

Panameri'ana

camino

d%

del

=+di'a # 0 0 6%

SEN B500600803% 3%

TT TT Eran P1ilip% P1ilip% #uímica ísi ísica ca pr-c r-ctic tica de Find indlay % Devert+ B7B% SEN 8#B73#6B%


8

ANE/OS '&a'i*n de la l,nea re'ta F007#H() - 7703

DATOS DATOS PRUEBA PRUE BA *

mv 215 215 215 216 216 216 216 216 216 217 217

H2O Fría y (T ( Tempearuta empearu ta t °C) 0 21,2777 1 21,2777 2 21,2777 3 21,3849 4 21,3849 5 21,3849 6 21,3849 7 21,3849 8 21,3849 9 21,4921 10 21,4921

mv 382 450 451 449 448 446 445 443 441

H2O Cale!te y (T ( Tempearuta empearu ta t °C) 10 39,1801 11 46,4697 12 46,5769 13 46,3625 14 46,2553 15 46,0409 16 45,9337 17 45,7193 18 45,5049

440 439

19 20

45,3977 45,2905

DATOS DATOS PRUEBA PRUE BA +

mv 214 214 214 214 214 214 214 214 214 213 213

H2O Fría y (T ( Tempearuta empearu ta t °C) 0 21,1705 1 21,1705 2 21,1705 3 21,1705 4 21,1705 5 21,1705 6 21,1705 7 21,1705 8 21,1705 9 21,0633 10 21,0633

mv 430 458 458 456 454 452 450 448 448 446 445

H2O Cale!te y (T ( Tempearuta empearu ta t °C) 10 44,3257 11 47,3273 12 47,3273 13 47,1129 14 46,8985 15 46,6841 16 46,4697 17 46,2553 18 46,2553 19 46,0409 20 45,9337

DATOS DATOS PRUEBA PRUE BA ,

mv 222 222 222 222 222 222 222 222 222 222 222

H2O Fría y (Temperatur t a °C) 0 22,0281 1 22,0281 2 22,0281 3 22,0281 4 22,0281 5 22,0281 6 22,0281 7 22,0281 8 22,0281 9 22,0281 10 22,0281

mv 430 458 458 456 454 452 450 448 448 446 445

H2O Cale!te y (Temperatur t a °C) 10 44,3257 11 47,3273 12 47,3273 13 47,1129 14 46,8985 15 46,6841 16 46,4697 17 46,2553 18 46,2553 19 46,0409 20 45,9337

Capacidad Calorifica de Un Calorimetro

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