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Para determinar la capacidad calórica o el calor específico de un metal, se sumerge primero el metal en agua hirviendo y luego en agua a temperatura ambiente. A partir de la masa del agua y las variaciones de temperatura observadas, es posible calcular las propiedades térmicas del metal.

>Modelo

ID:(1315, 0)

Iframe

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La calorimetría es la práctica de medir el calor involucrado en reacciones químicas, cambios físicos o capacidad calorífica utilizando un calorímetro. En este proceso, se prepara un recipiente bien aislado para minimizar el intercambio de calor con el entorno, y se coloca dentro la sustancia o reacción de interés. Una vez que comienza la reacción o proceso, el calorímetro se sella para asegurar que no haya influencias externas de calor en la medición. Los cambios de temperatura se monitorean cuidadosamente con un termómetro o sensor de temperatura, y se registran la masa y la capacidad calorífica específica de las sustancias involucradas. El calor absorbido o liberado por la sustancia se calcula en función de los cambios de temperatura observados.

Existen diferentes tipos de calorimetría, como la calorimetría a presión constante, la calorimetría de bomba y la calorimetría diferencial de barrido (DSC), cada una adecuada para tipos específicos de reacciones y mediciones. Las aplicaciones de la calorimetría incluyen la determinación de los cambios de entalpía en reacciones químicas, la medición de capacidades caloríficas y transiciones de fase, el estudio de las tasas metabólicas en sistemas biológicos y la caracterización de materiales por sus propiedades térmicas.

En esencia, la calorimetría implica preparar el montaje experimental, iniciar el proceso, medir los cambios de temperatura con precisión y calcular la transferencia de calor para analizar las propiedades térmicas y comportamientos de diversas sustancias y reacciones.

ID:(15248, 0)

Descripción

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Calorímetro con carcasa aislante que contiene un termómetro y una muestra sumergida en agua. Junto a él, se encuentra un calorímetro metálico profesional.

ID:(11120, 0)

Descripción

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Pasos para realizar la medición:

Calentar una cantidad definida de la masa del agua ($M_w$) hasta que alcance su punto de ebullición.
Verter el agua en un recipiente aislante y medir su cantidad (la temperatura agua caliente ($T_i$)).
Pesar una muestra de la masa del cuerpo ($m$) que se encuentra a una temperatura de la temperatura de la muestra ($T_m$).
Introducir la muestra en el recipiente y agitar hasta que alcance la temperatura de la temperatura final ($T_f$).
Calcular el valor de el calor específico de la muestra ($c$).

Diagrama:

ID:(11119, 0)

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Parámetros

$c$

c

Calor específico de la muestra

J/kg K

$c_w$

c_w

Calor específico del agua

J/kg K

$M_w$

M_w

Masa del agua

kg

$m$

m

Masa del cuerpo

kg

$T_i$

T_i

Temperatura agua caliente

K

$T_m$

T_m

Temperatura de la muestra

K

$T_f$

T_f

Temperatura final

K

Variables

$\Delta T_w$

DT_w

Aumento de temperatura del agua

K

$\Delta Q_w$

DQ_w

Calentamiento del agua

J

$\Delta Q_m$

DQ_m

Enfriamiento de la muestra

J

$\Delta T_m$

DT_m

Reducción de temperatura de la muestra

K

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estrategia
• 2D
• 3D

Ecuación

Número

Primero, seleccione la ecuación: a , luego, seleccione la variable: a

---

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Variable Dado Calcule Objetivo : Ecuación A utilizar

Ecuaciones

ID:(15307, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

En el proceso calorimétrico, la enfriamiento de la muestra ($\Delta Q_m$) es igual a la calentamiento del agua ($\Delta Q_w$):

$\Delta Q_m = \Delta Q_w$

Condiciones

Variables

$DQ_w$

Calentamiento del agua

$J$

10354

$DQ_m$

Enfriamiento de la muestra

$J$

10353

Relación

ID:(15635, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) se puede calcular con el calor específico ($c$), la masa ($M$) y la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) mediante:

$\Delta Q_w = M_w c_w \Delta T$

$\Delta Q = M c \Delta T$

Condiciones

Variables

$c$

$c_w$

Calor específico del agua

$J/kg K$

8487

$\Delta Q$

$\Delta Q_w$

Calentamiento del agua

$J$

10354

$M$

$M_w$

Masa del agua

$kg$

8084

$\Delta T$

$\Delta T_w$

Aumento de temperatura del agua

$K$

10356

Relación

Desarrollo

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) está relacionado con la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) y la capacidad calórica ($C$) de la siguiente manera:

$\Delta Q = C \Delta T$

Donde la capacidad calórica ($C$) se puede reemplazar por el calor específico ($c$) y la masa ($M$) utilizando la siguiente relación:

$c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$

Por lo tanto, se obtiene:

$\Delta Q = M c \Delta T$

ID:(11112, 1)

Ecuación

>Top, >Modelo

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) se puede calcular con el calor específico ($c$), la masa ($M$) y la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) mediante:

$\Delta Q_m = m c \Delta T$

$\Delta Q = M c \Delta T$

Condiciones

Variables

$c$

$c$

Calor específico de la muestra

$J/kg K$

8488

$\Delta Q$

$\Delta Q_m$

Enfriamiento de la muestra

$J$

10353

$M$

$m$

Masa del cuerpo

$kg$

6150

$\Delta T$

$\Delta T_m$

Reducción de temperatura de la muestra

$K$

10355

Relación

Desarrollo

La calor suministrado al liquido o solido ($\Delta Q$) está relacionado con la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) y la capacidad calórica ($C$) de la siguiente manera:

$\Delta Q = C \Delta T$

Donde la capacidad calórica ($C$) se puede reemplazar por el calor específico ($c$) y la masa ($M$) utilizando la siguiente relación:

$c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$

Por lo tanto, se obtiene:

$\Delta Q = M c \Delta T$

ID:(11112, 2)

Ecuación

>Top, >Modelo

Si un sistema está inicialmente a una temperatura en estado inicial ($T_i$) y luego se encuentra a la temperatura en estado final ($T_f$), la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) será de:

$\Delta T_w = T_f- T_i$

$\Delta T = T_f- T_i$

Condiciones

Variables

$\Delta T$

$\Delta T_w$

Aumento de temperatura del agua

$K$

10356

$T_f$

$T_f$

Temperatura final

$K$

8054

$T_i$

$T_i$

Temperatura agua caliente

$K$

8484

Relación

La diferencia de temperaturas es independiente de si se expresan en grados Celsius o Kelvin.

ID:(4381, 1)

Ecuación

>Top, >Modelo

Si un sistema está inicialmente a una temperatura en estado inicial ($T_i$) y luego se encuentra a la temperatura en estado final ($T_f$), la variación de temperatura en un liquido o solido ($\Delta T$) será de:

$\Delta T_m = T_f- T_i$

$\Delta T = T_f- T_i$

Condiciones

Variables

$\Delta T$

$\Delta T_m$

Reducción de temperatura de la muestra

$K$

10355

$T_f$

$T_m$

Temperatura de la muestra

$K$

9934

$T_i$

$T_f$

Temperatura final

$K$

8054

Relación

La diferencia de temperaturas es independiente de si se expresan en grados Celsius o Kelvin.

ID:(4381, 2)

Ecuación

>Top, >Modelo

Si se desea determinar el valor de el calor específico de la muestra ($c$), se puede lograr introduciendo un objeto de la masa del cuerpo ($m$) en una masa de la masa del agua ($M_w$) en el punto de ebullición. Antes de realizar esta acción, se debe medir la temperatura del objeto, que suele estar a temperatura ambiente, representada como la temperatura de la muestra ($T_m$), y luego la temperatura del objeto sumergido en el agua al final del proceso, que se denota como la temperatura final ($T_f$). Por lo tanto, sabemos que el objeto ha recibido una cantidad de diferencia de calor ($\Delta Q$), que podemos calcular utilizando la fórmula:



Donde el calor específico de la muestra ($c$) es el valor que deseamos determinar. El calor que el objeto ha recibido proviene del agua, cuya temperatura ha disminuido desde la temperatura agua caliente ($T_i$) hasta la temperatura final ($T_f$). Esto se puede expresar como:



Donde el calor específico del agua ($c_w$) representa la constante (1 cal/g = 4.186 J/g). Igualando la cantidad de calor, podemos determinar el calor específico del objeto utilizando la siguiente ecuación:

$c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$

Condiciones

Variables

$c$

Calor específico de la muestra

$J/kg K$

8488

$c_w$

Calor específico del agua

$J/kg K$

8487

$M_w$

Masa del agua

$kg$

8084

$M$

Masa del cuerpo

$kg$

6150

$T_i$

Temperatura agua caliente

$K$

8484

$T_m$

Temperatura de la muestra

$K$

9934

$T_f$

Temperatura final

$K$

8054

Relación

Desarrollo

La relación entre la cantidad de calor cedida por el objeto, representada como el diferencia de calor ($\Delta Q$), con una masa de la masa del cuerpo ($m$) y las temperaturas el calor específico de la muestra ($c$), la temperatura final ($T_f$) y la temperatura de la muestra ($T_m$), puede describirse mediante la siguiente ecuación:



Esta cantidad de calor es igual a la cantidad de calor absorbida por el agua, que tiene una masa de la masa del agua ($M_w$) y las temperaturas el calor específico del agua ($c_w$), la temperatura agua caliente ($T_i$) y la temperatura final ($T_f$), y se puede expresar con la ecuación:



Estas dos cantidades de calor son iguales, por lo que podemos establecer la siguiente igualdad:

$m c (T_f - T_m) = M c_w (T_i - T_f)$

De esta manera, podemos calcular el valor de

$c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$

.

ID:(11117, 0)