1. Configuración:
* calorímetro: Un contenedor bien aislado (como una taza de espuma de poliestireno) que evita el intercambio de calor con los alrededores.
* termómetro: Para medir los cambios de temperatura.
* Elemento de calentamiento: Un dispositivo para agregar una cantidad conocida de calor a la sustancia (por ejemplo, un calentador, un quemador o una reacción).
* Sustancia: El material cuyo calor específico desea encontrar.
* Masa conocida de agua: El agua a menudo se usa como sustancia de referencia debido a su calor específico bien definido.
2. Procedimiento:
* Mida la masa de la sustancia: Necesita saber la masa de la sustancia que está probando.
* Mida la temperatura inicial de la sustancia: Registre la temperatura de inicio de la sustancia en el calorímetro.
* Agregue una cantidad conocida de calor a la sustancia: Esto generalmente se hace calentando la sustancia directamente o agregando una masa conocida de agua caliente con una temperatura medida.
* Mida la temperatura final de la sustancia: Registre la temperatura después de que se haya agregado el calor y el sistema alcanza el equilibrio.
* Mida el cambio de temperatura del agua (si corresponde): Si usó agua caliente para agregar calor, mida su cambio de temperatura también.
3. Cálculo:
* Calcule el calor absorbido por la sustancia (Q): Esto se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
* Q =m * c * Δt
* Q =energía térmica (en Joules, j)
* m =masa de la sustancia (en gramos, g)
* C =capacidad de calor específica (en julios por gramo por grado Celsius, j/g ° C)
* ΔT =cambio de temperatura (en grados Celsius, ° C)
* Calcule el calor liberado por el agua caliente (si corresponde): Use la misma fórmula que anteriormente, pero sustituya la masa, el calor específico y el cambio de temperatura del agua.
* equiparar el calor absorbido por la sustancia al calor liberado por el agua caliente (si corresponde): Esto asegura que la energía total en el sistema permanezca constante.
* Resuelve el calor específico (c): Reorganizar la ecuación para aislar la capacidad de calor específica, c.
4. Resultado:
El valor calculado de C es el calor específico de la sustancia en unidades de julios por gramo por grado Celsius (J/g ° C).
Ejemplo:
Supongamos que desea encontrar el calor específico de una muestra de metal. Coloque 50 gramos de metal en un calorímetro y lo calienta con 100 gramos de agua inicialmente a 80 ° C. El agua se enfría a 60 ° C, y la temperatura del metal aumenta de 20 ° C a 40 ° C.
1. Calor absorbido por el metal:
* Q =50 G * C * (40 ° C - 20 ° C) =1000C J
2. Calor liberado por agua:
* Q =100 G * 4.18 J/G ° C * (80 ° C - 60 ° C) =8360 J
3. Equivando el calor:
* 1000C J =8360 J
4. Resolución de calor específico:
* c =8360 j / 1000 g =8.36 J / g ° C
Por lo tanto, el calor específico de la muestra de metal es 8.36 J/g ° C.
Notas importantes:
* La calorimetría es un modelo simplificado, y las mediciones del mundo real pueden verse influenciadas por factores como pérdidas de calor en los alrededores.
* Es crucial garantizar que el calorímetro esté bien aislado para minimizar la pérdida de calor.
* El calor específico de una sustancia puede variar ligeramente dependiendo de su fase (sólido, líquido, gas) y temperatura.
