UNIVERSIDAD TÉCNICA DEMANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROYECTO DE INVESTIGACIÓN TEMA: “CONSTRUCCIÓN DE UNA BOMBA CALORÍMETRICA PARA MEDIR VALORES DE CALORES DE FORMACIÓN, REACCIÓN Y DISOLUCIÓN.” AUTORES GARCÍA MOREIRA SERGIO ENRIQUE GUTIÉRREZ GOROZABEL MARIO DANIEL MERA VELEZ SABINA ANDREA MORALES PAREDES CARLOS MUÑOZ MERA JONATHAN NACEVILLA GARCÍA KAREN PORTOVIEJO – MANABÍ – ECUADOR 2013 TEMA: “CONSTRUCCIÓN DE UNA BOMBA CALORÍMETRICA PARA MEDIR VALORES DE CALORES DE FORMACIÓN, REACCIÓN Y DISOLUCIÓN” INDICE TEMÁTICO INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECIFICOS MARCO TEORICO RECURSOS MATERIALES METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO CÁLCULOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS Una manera de medir el calor es la temperatura. pues en la química el concepto de calor.INTRODUCCIÓN El calor. El equipo que se emplea en un laboratorio para realizar estas mediciones se llama calorímetro. en este cambio pueden variar una o más propiedades del este. la química y la biología. Esta medición de los cambios de calor. ya que esto permite comprender un sin número de procesos químicos. lo que ocurre al inicio y lo que ocurre al final del proceso. Hablar de calor. que se . sin mucha importancia aparente. En un caso ideal de transferencia de calor se puede hacer una simplificación: que únicamente se consideren como sustancias intervinientes a las sustancias calientes y frías entre las que se produce la transferencia de calor y no los recipientes. es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. un tema que ha sido ampliamente debatido y estudiado por muchos. estos se dan cuando cambia el estado de un sistema. o al combustionar ciertas sustancias. cabe mencionar los procesos termodinámicos. y sus aplicaciones son de mucho interés. Para describir un proceso se deben especificar cada uno de los estados intermedios. producido en los procesos físicos y químicos comprende el campo de estudio de la Calorimetría. entre ellos el calor liberado en las reacciones químicas. Y es que este es un fenómeno que se da continuamente en el transcurso de la vida cotidiana. así como el comportamiento de este fenómeno. Se han llevado importantes investigaciones que contribuyeron a la construcción de dispositivos que permitieran comprender de forma más ágil y precisa este fenómeno. así como la física. en las diferentes ramas de las ciencias. cuyas paredes con el exterior serían perfectos aislantes térmicos (calorímetro) .considerarían recipientes adiabáticos ideales. de "maquinar" algo. La Ley . tienen una historia etimológica análoga: no se trata de saber racional. A lo largo de todo el siglo XVIII. Las palabras que hoy empleamos. por una parte. y en algunos casos hasta principios del mundo contemporáneo. una de las primeras grandes proezas técnicas del hombre. La separación radical entre el mundo de los astros.ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN La importancia de la energía calorífica en la Historia de la Humanidad es inmensa. la creación de efectos extraños al orden natural. sino de artificio. complejo. La conquista del fuego. matematizable. que culminaron en la mecánica newtoniana. perfecto. suscitó un entusiasmo extraordinario. de obtener maravillas. y la de los estudiosos de los fenómenos terrestres. ingeniero. máquina. mecánica. revolucionó las condiciones de la alimentación y permitió el nacimiento y desarrollo de técnicas tan esenciales como la cerámica y la metalurgia. no es extraño el lugar privilegiado que el fuego tiene en todos los grandes sistemas cosmológicos y físicos desarrollados en la antigüedad. Aparece la distinción entre actividad técnica y pensamiento teórico. y construyó todo su esquema cosmológico que persistió hasta bien entrada la Edad Moderna. Galileo. imperfecto. no se trata solamente de conocer los procesos naturales. el reparto del clima y sus fluctuaciones. Kepler y otros. El calor del Sol es un factor indispensable para la vida. Aristóteles desarrolló las ideas de Platón y de los pitagóricos. que afectaban a las transformaciones de la materia. y el mundo sublunar. tuvo como consecuencia la diferenciación entre la actividad de los filósofos y astrónomos. el éxito de los descubrimientos iniciados por Copérnico. y condiciona el paso de las estaciones. se trata de engañar a la naturaleza. el elemento fuego de la cosmología clásica y el calor. el conde Rumford. se liberaría por acción del calor sobre el cuerpo. suponía la primera descripción matemática de algoinconcebible en Mecánica: un proceso irreversible. Este elemento. formando los óxidos. yque no era por tanto un fluido que se . que se inauguró simbólicamente con una ceremonia en la que Mme. La influencia del método newtoniano hizo que se renunciase a explicar la naturaleza de estos fluidos. y por otro habría el fuego-principio. un elemento imponderable e inasible que contendrían todos los compuestos susceptibles de arder. y solo puede ir en unsentido: el calor sólo puede fluir del cuerpo más caliente hacia el más frío. consiguió demostrar. Esta fórmula. y que por acción del fuego se unían al oxígeno. nació una nueva era de la Ciencia. a finales del siglo XVIII. como Newton renunció a explicar la esencia de la fuerza gravitatoria Sin embargo. No sin grandes resistencias. que los metales eran sustancias simples. Para intentar solucionar esto. al formular Fourierla ley de transmisión de calor. el médico alemán George Stahl planteó en 1697 su teoría del flogisto: por un lado habría el fuego material que se manifiesta en la llama y en el calor. ese fluido imponderable. tras concienzudos experimentos. de una elegante simplicidad.de Gravitación Universal se aplicaba y explicaba por igual la caída de piedras y el movimiento de los planetas. Lavoisier quemó públicamente los libros de los partidarios del flogisto. el flogisto. Así. Lavoisier. al observar el torneado de los cañones concluyó que el calor podía proceder del trabajo. un metal estaría formado por flogisto y una tierra o cal. Un cambio sustancial tiene lugar a principios del siglo XIX: el sueño laplaciano de dar una explicación del mundo exclusivamente en términos de Mecánica Newtoniana es interrumpido en 1822. cuando hay una combustión. Esta ley establece que el flujo de calor entre doscuerpos es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre ambos. eran difíciles de encajar la nueva Física. libre del lastre del flogisto. Años antes. la electrónica y la informática supusieron elperfeccionamiento de los métodos existentes y el desarrollo de otros más amplios. otro médico alemán. Correspondió a Helmont. impulsada por la exigencia del conocimiento de las propiedadestérmicas de los materiales empleados en las máquinas térmicas. Siglo XIX. bajo un valor constante. energíamecánica y energía química eran intercambiables. “Ignismutat res”. Mayer. En la segundamitad del siglo XX.la Termodinámica. y solo puede haber conversiones de unasforma de energía en otras". y se tradujo en la aparición de una serie de técnicas de análisis basadas precisamente en elhecho de que los materiales sufren cambios como consecuencia de ser sometidos a la acción del calor. El calor pasaba a formar parte de la Física Matemática. La entrada del calor en la Física Matemática hizo que desde mediados del siglo XIX sedesarrollase un gran interés en las medidas precisas del calor involucrado en diferentes tipos deprocesos. precisos y fáciles deutilizar. concluyó que calor. Siendo este motivo suficiente teórico-práctico de la calorimetría. Surge así la Calorimetría. Esto aportó pruebas definitivas acerca de la conversiónde unas formas de energía en otras. para el estudio . La vieja divisa de los alquimistas. también comprobó que la energíaeléctrica podía convertirse en calor y viceversa. los avances en nuevos materiales. estamos ante el nacimiento de una nueva “Ciencia del Fuego”. volvió a teneractualidad. el fuego cambia las cosas. establecer en1847 de forma explícita lo que más tarde se llamaría Primer Principio de la Termodinámica: "La energía total del Universo es constante. Joule demostró sin lugar a dudas que eltrabajo mecánico podía convertirse en calor.desprendía del cuerpo al pulverizarse la materia. OBJETIVO GENERAL Construir un calorímetro que permita obtener datos. • Determinar la capacidad calorífica del calorímetro mediante pruebas de temperatura y equilibrio térmico. para aplicar los conocimientos adquiridos. la madera de pino. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Elaborar un calorímetro con materiales aislantes como el yeso. y el vidrio. • Calcular el calor de reacción entre el cobre y el ácido nítrico. que sean útiles para la posterior determinación del calor de reacción entre el cobre y el ácido nítrico. . . estas reacciones son poco frecuentes. una mayor estabilidad de los productos frente a los reactivos. Por convenio. El estudio de estos intercambios de energía constituye el objeto de la termodinámica química. el calor desprendido se toma como negativo. se dice que es termoneutra. Si la reacción transcurre sin absorción ni desprendimiento de calor. Desde el punto de vista del calor intercambiado.MARCO TEÓRICO TERMOQUÍMICA La inmensa mayoría de los procesos químicos transcurre con un intercambio de energía entre el sistema que reacciona y el medio. por tanto. el desprendimiento de calor está relacionado con un aumento en la energía de los movimientos al azar de las moléculas del sistema. Desde el punto de vista microscópico. este aumento espontáneo de la energía cinética en las moléculas implica una disminución de su energía potencial y. las reacciones se clasifican en exotérmicas (si van acompañadas de desprendimiento de calor) y endotérmicas (sí se absorbe calor del medio durante el proceso). Al final de un proceso exotérmico la entalpía del sistema habrá disminuido (ΔH < 0) y los productos corresponderán a un . En gran parte de los casos la energía se intercambia únicamente en forma de calor y recibe el nombre de termoquímica la rama de la termodinámica que se ocupa exclusivamente de la energía calorífica asociada a un determinado cambio químico. Qp coincide con la variación de la función termodinámica entalpía. el calor de reacción más usado es el calor de reacción a presión constante Qp. para la reacción en cuestión. Puede demostrarse que si el sistema que reacciona es cerrado (es decir. para la reacción A→B se puede calcular sumando los cambios de entalpía para una serie de pasos intermedios. es fácil ver que el calor que interviene en un determinado proceso químico será el mismo tanto si la reacción se realiza en una sola etapa como si lo hace en varias (Ley de Hess). ΔH. Dado que la mayor parte de las reacciones químicas se realizan en recipientes abiertos y a la presión constante de una atmósfera. no intercambia materia con el exterior) y realiza o sufre a lo sumo un trabajo macroscópico de expansión o compresión por causa de la reacción (es decir. El cambio de entalpía. ΔHA→B = ΔHA→C + ΔHC→D + ΔHD→B. es preciso especificar las mencionadas condiciones. Este concepto es sobre todo útil en el cálculo del cambio de entalpía para las reacciones que no son fáciles de observar o medir directamente. Teniendo en cuenta que la entalpía es una función de estado y que. en las condiciones habituales del trabajo en el laboratorio). Puesto que el calor asociado con un determinado cambio químico depende de las condiciones bajo las cuales se realice éste. ΔHA→B. A→C→D→B Así.estado de menor energía potencial (más estable) que los reactivos. Las funciones de estado termodinámicas asociadas a un determinado proceso químico suelen conocerse por el tipo de . por tanto. su incremento sólo depende de los estados inicial y final del sistema. etc. la entalpía estándar de una reacción se define como el cambio de entalpía cuando todos los reactivos y los productos están en su estado estándar. es conveniente definir un conjunto de condiciones. puro. Denotamos una entalpía estándar como Hº. disolución. Las variaciones de las funciones termodinámicas de las reacciones químicas dependen de las condiciones de temperatura. a presión atmosférica (1 atmósfera) y a temperatura ambiente (generalmente aceptada como 298 K. combustión. en valor absoluto. SISTEMA TERMODINÁMICO Para que se pueda analizar los cambios de energía que se den en las reacciones químicas. en las que se tabulan la mayor parte de las entalpías. líquido ó sólido) de los reactivos y productos. primero es imprescindible definir el sistema. que es la parte específica del universo que es de interés.Δt.reacción. lo cual los químicos comúnmente incluyen las sustancias que están implicadas en los cambios químicos y . así se habla de entalpías o de energías libres de neutralización. Para poder comparar las funciones termodinámicas de diferentes reacciones. Para el cálculo. A esto es a lo que se conoce como sistema termodinámico.ce. Así. donde el superíndice º indica condiciones de estado estándar. se utiliza la expresión Q = m. La entalpía de cualquier proceso se mide fácilmente sin más que tomar las temperaturas inicial y final y teniendo en cuenta que el calor cedido y el absorbido son iguales. llamadas estándar. presión y estado (gas. El estado estándar de una sustancia es en el que se encuentra. 25 ºC). Un sistema cerrado. Como por ejemplo una cantidad de agua en un recipiente cerrado para que el vapor no escape. el cual permite la transferencia de energía (calor) pero no de masa. Como por ejemplo al colocarse agua en un recipiente totalmente aislado. Así.físicos. Un ejemplo de ecuación es: 2H2O (l) → 2H2O (g) ΔH = 88. Los alrededores serán el resto del universo externo al sistema. Estas ecuaciones son esenciales para especificar una ecuación balanceada cuando se aluda al cambio de entalpía de una reacción. debido a que esto ayuda a determinar los cambios . con sus alrededores. generalmente en forma de calor. se pueden reconocer tres tipos de sistemas: Un sistema abierto puede intercambiar masa y energía. Un sistema aislado impide la transferencia de la masa y energía. ECUACIÓN TERMOQUÍMICA Las ecuaciones termoquímicas son ecuaciones que muestran tanto los cambios de entalpía como también las relaciones de masa. Como por ejemplo una cantidad de agua en un recipiente abierto.0 kj/mol Algunas pautas al escribir una ecuación son: se deben especificar siempre los estados físicos de todos los reactivos y productos. En esta clase se incluyen la mayoría de sistemas que pueden observarse en la vida cotidiana. como consecuencia la magnitud de ΔH se mantiene igual pero cambia el signo. El equipo que se emplea en un laboratorio para realizar estas mediciones se llama calorímetro. entonces ΔH también debe cambiar por el mismo factor y cuando se invierte una ecuación se cambian los papeles de reactivos y productos. Para comprender como se puede medir la cantidad de calor analizaremos dos situaciones: . el calor medido no representa el cambio de entalpía. comprende la medición de los cambios de calor. producido en los procesos físicos y químicos. ΔU = cambio de energía interna Como la presión no se mantiene constante. CALORIMETRÍA La calorimetría mide el calor en un cambio estado usando de una reacción un química o instrumento llamado calorímetro.reales de entalpía. si se multiplican ambos lados de una ecuación termoquímica por un factor n. Recuerden que una manera de medir el calor es la temperatura. y del consumo de oxígeno. Pero también se puede emplear un modo indirecto calculando el calor que los organismos vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno (urea en organismos terrestres). El estudio de la Calorimetría. entre 0°C y unos 4°C . Teniendo en cuenta que un calorímetro es un recipiente adiabático (sistema aislado. Si un clavo de hierro lo pones al fuego. ha sido absorbido por el entorno (qentorno>0) Si para realizar el experimento del clavo empleamos un calorímetro.Las compresas frías son bastante empleadas para aliviar dolores musculares. diremos que el calor liberado por el sistema (qsistema<0). por lo tanto se encuentra fría´. la compresa ya no está "fría". y lo introduces en un vaso con agua a temperatura ambiente. Ahora analicemos que ha ocurrido. podemos pensar que: el clavo es el sistema y al agua es el entorno. Tu experiencia te dice que el agua se calentará. y la pierna del paciente ya no está a la temperatura inicial. Al cabo de cierto tiempo. Si analizamos la situación desde el punto de vista termodinámico. hasta que se encuentra al “rojo vivo” (alta temperatura). La compresa ganó calor y que este calor fue cedido por la pierna del paciente. en donde el q=0. ésta debe estar a unos 36 o 37°C. que no permite la entrada ni salida de calor). desde el punto de vista termodinámico: La compresa ha estado en el congelador.podremos concluir: -q liberado =q absorbido Lo que es lo mismo que pensar que: q liberado +q absorbido =0 . La compresa se coloca sobre la pierna del paciente. El calor de una reacción se mide en un calorímetro. recipiente adiabático en donde se determina el calor absorbido o desprendido durante la reacción. llamado también bomba calorimétrica: mide el calor a volumen constante. cada uno de ellos emplea un proceso diferente y han sido diseñados para situaciones diferentes también. por lo tanto determina directamente la variación de la Entalpía: Calorímetro a volumen constante. por lo tanto determina directamente la la variación de la energía interna: ENTALPÍA ESTÁNDAR DE FORMACIÓN Y DE REACCIÓN . Calorímetro a presión constante: mide el calor a presión constante. Hay dos clases de calorímetros. porque el grafito es una forma alotrópica del carbono más estable que el diamante a 1 atm y 25 °C DH°f O2 (g) = 0 kJ/mol. C2H5OH 2 C (grafito) + 3 H2 (g) + ½ O2 (g) → C2H5OH (l) DH°f = – 277. Si un elemento existe en más de una forma en condiciones estándar. se refiere a la condición de 1 atm de presión. se utiliza la forma más estable del elemento para la reacción de formación. La entalpía estándar de reacción (DH°r) es el cambio de entalpía cuando todos los reactivos y productos están en su estado estándar: DH°r = Sn DH°f(productos) . porque el oxígeno molecular (O2) es una forma alotrópica más estable que el ozono (O3) a 1 atm y 25 °C. Un gran número de valores de DH°f se encuentran registrados en Tablas.La entalpía estándar de formación (DH°f) o calor de formación de un compuesto es el cambio de calor que resulta de la formación de un mol de un compuesto a partir de sus elementos en sus estados estándar y se expresa enJ/mol o en kJ/mol. generalmente a 25 °C. El estado estándar.7 kJ La entalpía estándar de formación de la forma más estable de cualquier elemento es cero porque no se requiere una reacción de formación si el elemento se encuentra en su estado estándar. Ejemplo: Entalpía estándar de formación para el etanol.Sm DH°f(reactivos) donde: nym= coeficientes productos estequiométricos de los reactivos y . Ejemplos: DH°f C (grafito) = 0 kJ/mol. indicado con el superíndice (°). El calor liberado por la muestra es absorbido por el agua y el calorímetro.184 J/g-°C) Dt y qbomba = m s Dt = C Dt CÁLCULO DEL CALOR A PRESIÓN CONSTANTE Para este cálculo se utiliza el instrumento llamado calorímetro a presión constante. como neutralizaciones ácido. Este dispositivo mide el efecto del calor de una gran cantidad de reacciones. Al calorímetro se lo considera como sistema aislado. un calorímetro a presión constante se puede construir con dos vasos desechables de polietileno. de la bomba y de la reacción. por lo que el calor total de sistema es: qsistema = qagua + qbomba + qreacción qsistema = 0 donde: qagua. respectivamente.S (sigma) = “la suma de” CALORIMETRÍA A VOLUMEN CONSTANTE Las determinaciones de calor a volumen constante se realizan en sistemas aislados y se determina el calor liberado por una cierta cantidad de masa cuando ésta se quema en una bomba cerrada que se sumerge en una cantidad de agua conocida. Debido a que la presión es constante.base y calores de disolución y dilución. . el cambio de calor para el proceso (q reacción ) es igual al cambio de entalpía (ΔH). qbomba y qreacción son los cambios de calor del agua. De manera simple. por lo que el calor de la reacción es: qreacción = – (qagua + qbomba) donde: qagua = m s Dt = (magua) (4. por lo que el cambio de calor es: qreacción = – qdisolución CALORÍMETRO . para simplificar los cálculos. se puede usar un calorímetro de vaso de espuma plástica (unicel) para medir la ganancia o pérdida de energía térmica que acompaña a muchas clases de cambios físicos y químicos. se supone que la cantidad de energía térmica que escapa a los alrededores y la que es absorbida por el calorímetro son despreciables. los calorímetros están meticulosamente aislados y se hace una corrección por la energía térmica absorbida por el aparato. El cambio de calor del proceso (qreacción) es igual al cambio de entalpía (DH) y puede calcularse a partir del cambio de temperatura y de la capacidad calorífica de la disolución y del calorímetro: qsistema = qdisolución + qcalorímetro + qreacción qsistema = 0 qreacción = – (qdisolución + qcalorímetro) qdisolución = mdisolución sdisoluón Dt = Cdisolución Dt qcalorímetro = mcalorímetro scalorímetro Dt = Ccalorímetr o Dt En las determinaciones de calor a presión constante. Para trabajos de precisión. se trabaja con dispositivos que no están sellados y por lo tanto las mediciones se efectúan en condiciones de presión atmosférica constante. Por consiguiente. Este calorímetro se utiliza para medir los cambios de calor en reacciones de neutralización ácido-base. es buen aislante y no absorbe mucha energía térmica.En las determinaciones de calor a presión constante. Un vaso de unicel está diseñado para mantener calientes los líquidos. calores de disolución y calores dilución. aunque se considera que no hay pérdida de calor hacia el exterior. como se mostró en el ejemplo anterior. se agita el agua hasta lograr el equilibrio. la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente.Por esta razón se dice que el agua y la bomba calorimétrica constituyen instrumento un sistema que sirve aislado. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua. BOMBA CALORIMÉTRICA . para El calorímetro es medir las un cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro. Los calorímetros suelen incluir su equivalente. sirve para determinar el calor específico de un cuerpo. como sucede al quemar un combustible. Cuando la fuente de calor es una reacción química. como en el caso de líquido a sólido o viceversa. un dispositivo para agitar y un termómetro. El equivalente en agua del calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería igual calor en las mismas circunstancias. El calor latente. que no está relacionado con un cambio de temperatura. De esta forma. 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). para facilitar cálculos. es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro. con ayuda de una chispa eléctrica. así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. sólo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes. Es decir. La máxima cantidad de energía que puede obtenerse de un combustible cuando se quema es conocida como Poder Calorífico del combustible. el cual. entre otros. es posible que la gasolina que usó un auto ayer no tenga el mismo Poder Calorífico que la que usa hoy. sin embargo. mientras más condensado se forme mayor calor se estará obteniendo del combustible. la materia prima usada para obtenerlos. Poder Calorífico de un Combustible El Poder Calorífico de un combustible es la máxima cantidad de calor que se puede obtener de él cuando se quema en forma completa y sus productos son enfriados hasta la temperatura original de la mezcla aire-combustible. como el proceso de producción del combustible. mientras el Superior refleja el calor que puede liberar el combustible cuando toda el agua en los productos condensa. Esto permite diferenciar entre Poder Calorífico Inferior y Poder Calorífico Superior. Entre los productos de la combustión está presente vapor de agua. puede permanecer como vapor. Debido a esto. o el carbón extraído de una mina no tenga el mismo Poder Calorífico que el extraído en otra. puede condensar parcialmente o condensar completamente. estos valores pueden cambiar dependiendo de diversos factores. . Así. para lo cual puede usarse un equipo conocido como Bomba Calorimétrica. El Poder Calorífico Inferior indica la cantidad de calor que puede proporcionar el combustible cuando toda el agua en los productos permanece como vapor. dependiendo de la temperatura de los productos. son muy importantes las mediciones del Poder Calorífico de los combustibles. Cada combustible tiene entonces un Poder Calorífico característico. En la literatura relacionada puede ubicarse información referente a los Poderes Caloríficos de diversos combustibles. Como el vapor al condensar libera calor. Todo esto se realiza dentro de una camisa adiabática para evitar fuga de calor que afecte el proceso. liberación de calor del alambre que provoca el encendido del combustible. entre los cuales pueden nombrarse: absorción de calor por la propia bomba. La bomba cerrada se sumerge en una cantidad conocida de agua. Sin embargo. entre otros. liberación de calor por la formación de ácido nítrico y sulfúrico. A continuación se explica de manera resumida su funcionamiento. La bomba calorimétrica es un recipiente de acero. La muestra se enciende eléctricamente. La bomba calorimétrica consiste en un dispositivo que sirve para determinar el calor de combustión de compuestos. El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible dentro de la bomba calorimétrica. El calor de combustión se mide colocando una masa de conocida de un compuesto en la bomba y llenándola con oxigeno aproximadamente a 30 atm de presión. Adicionalmente se agrega el oxígeno necesario para la combustión. el calor que absorbe el agua no es el poder calorífico del combustible. debido a diversos factores.La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el Poder Calorífico de un Combustible cuando se quema a volumen constante. y el calor producido por la reacción de combustión se calcula con exactitud registrando el aumento en . La bomba calorimétrica se rodea de una camisa de agua que absorberá el calor liberado por el combustible. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia. Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. no es lo mismo calentar el agua de un vaso que el agua de toda una piscina: requerimos mayor calor para calentar el agua de toda una piscina puesto que su capacidad calorífica es mucho mayor. la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Por esta razón se dice que el agua y la bomba calorimétrica constituyen un sistema aislado. CAPACIDAD CALORÍFICA La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. por tanto. tiene las siguientes unidades: . Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC. Por ejemplo. El calor liberado por la muestra es absorbido por el agua y por el calorímetro. se expresa como "calor" sobre "grados centígrados" y.la temperatura del agua. mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura. La capacidad calorífica (C) (propiedad extensiva). El diseño especial de la bomba calorimétrica permite suponer que no hay pérdida de calor (o de masa) hacia los alrededores durante el tiempo en que se realicen las mediciones. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar una unidad de temperatura (SI: 1 K) de una determinada sustancia. sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema. ya que su magnitud depende. Por ejemplo. En general. por ello. la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica CALOR ESPECÍFICO El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se le representa con la letra (minúscula). la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión. y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial. .El calor específico (c) (propiedad intensiva) tiene las siguientes unidades: Es una propiedad extensiva. es característica de un cuerpo o sistema particular. no solo de la sustancia. La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico. el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor». En general. Por otro lado la dilución se refiere a un disolución ya hecha diluirla más agregando solvente. El calor específico es una propiedad intensiva de la materia. quien realizó variadas medidas calorimétricas y usó la frase “capacidad para el calor”. el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa. Por ejemplo. se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). esto es donde es la masa de la sustancia. CALOR DE DISOLUCIÓN Antes de iniciar de lleno con el tema. En este caso no referimos a disolución al hecho de que soluto sea diluido en un solvente. tal vez un mejor nombre podría ser transferencia de energía calorífica específica. se requiere ocho veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa.De forma análoga. pero el término está demasiado arraigado para ser reemplazado. por lo que actualmente el término podría parecer inapropiado. El calor de disolución o entalpia de disolución (a presión constante) ΔHsolnes el calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad de disolvente. Cuanto mayor es el calor específico de las sustancias. La cantidad ΔHsoln representa la diferencia entre la entalpía de la . Se la representa con la letra (mayúscula). En esa época lamecánica y la termodinámica se consideraban ciencias independientes. El término "calor específico" tiene su origen en el trabajo del físico Joseph Black. por lo que es representativo de cada materia. más energía calorífica se necesita para incrementar la temperatura. Por lo tanto. tenemos que conocer la diferencia entre disolución y dilución. disolución final y la entalpía de los reactivos originales. se trata sólo una apreciación muy poco exacta que no puede considerarse como medida de temperatura. uno de los cuales se fija con un tornillo. TEMPERATURA Mediante el contacto de la epidermis con un objeto se perciben sensaciones de frío o de calor. Ahora bien. Con muy pocas excepciones todos los cuerpos aumentan de volumen al calentarse y diminuyen cuando se enfrían. Lo que se percibe con más precisión es la temperatura del objeto o. por ejemplo. el volumen suele incrementarse en todas las direcciones se puede observar este fenómeno en una de ellas con experiencia del pirometró del cuadrante. como la dilatación. En caso de los sólidos. más exactamente todavía. la mano del hombre. Para efectuar esta ultima se utilizan otras propiedades del calor. Los conceptos de calor y frío son totalmente relativos y sólo se pueden establecer con la relación a un cuerpo de referencia como. pirometro del cuadrante consta de una barra metálica apoyada en dos soportes. la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la mano que la toca. cuyos efectos son susceptibles. mientras que el otro puede deslizarse y empujar una palanca acodada terminada por una aguja que recorre un . aunque la sensación experimentada sea tanto más intensa cuanto más elevada sea la temperatura. El. como lo representa: ΔHsoln = Hsoln . siendo está muy caliente.Hcomponentes No es posible llevar a cabo esta medición. pero en un calorimetro a presión constante se puede determinar la diferencia y por ende "ΔHsoln". y la cantidad de calor. está se dilata y el valor del alargamiento. es decir. una primera propiedad térmica de los cuerpos. mediante un mechero. aparece en el cuadrante.cuadrante o escala cuadrada. La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calor que se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse o al enfriarse. En el caso contrario. Así sucede con el vidrio. el caucho. Cuando. Cuando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos. que permite llegar a la noción de la temperatura. la porcelana. . por ejemplo con metales como el cobre y la plata. Si la conductabilidad térmica de un cuerpo es pequeña. que se expresa en grados. que se expresa en calorías. respectivamente. la temperatura. se calienta fuertemente la barra. etc. por consiguiente. ampliado por la palanca. Se desprende de lo anterior que el estudio del calor sólo puede hacerse después de haber definido de una manera exacta los dos términos relativos al propio calor. la transmisión del calor se manifiesta por un descenso rápido de la temperatura entre el punto calentado y otro próximo. La dilatación es. la conductabilidad térmica es muy grande y la disminución de temperatura entre un punto calentado y el otro próximo es muy reducida. La cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo para que su temperatura aumente en un numero de unidades determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa de dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denomina calor especifico de la sustancia de que está constituido. el calor se propaga a los que son próximos y la diferencia de temperatura entre el punto calentado directamente y otro situado a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor es dicho cuerpo. 00 0C y la temperatura a la que el vapor y el agua liquida. están en equilibrio a 1atm de presión -el llamado punto del vapor.es de 100.00 0C. igual a la unidad ‘’Kelvin’’. Por esto.273. La escala Celsius se definió de tal manera que la temperatura a la que el hielo y el aire saturado con agua se encuentran en equilibrio a la presión atmosférica .el llamado punto de hielo .es 0. Estas se encuentran definidas en términos de la escala Kelvin. que es las escala fundamental de temperatura en la ciencia.Habrá que definir después algunas propiedades específicas de los cuerpos en su manera de comportarse con respecto al calor y la conductabilidad térmica. ESCALAS DE MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA Las dos escalas de temperatura de uso común son la Celsius (llamada anteriormente ‘’centígrada’’) y la Fahrenheit. La definición original de la escala Celsius se ha sustituido por otra que es más conveniente. todavía se usa en algunos países que emplean el idioma ingles aunque usualmente no se usa en el trabajo científico. corresponde a 0. Se define que la relación entre las escalas Fahrenheit y Celsius es: . los intervalos de temperatura tienen el mismo valor numérico en las escalas Celsius y Kelvin. . La escala Celsius de temperatura usa la unidad ‘’grado Celsius’’ (símbolo 0C).16K por definición). La escala Fahrenheit. Sí hacemos que Tc represente la escala de temperatura.150 relaciona la temperatura Celsius Tc (0C) y la temperatura Kelvin T(K). Vemos que el punto triple del agua (=273.010C. entonces: Tc = T . 0 0F. y que un grado Fahrenheit es exactamente igual del tamaño de un grado celcius.De esta relación podemos concluir que el punto del hielo (0. .0 0F. y que el punto del vapor (100.00C) es igual a 212.000C) es igual a 32. MATERIALES: Los materiales empleados son los siguientes: PROCEDIMIENTO: . METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO La investigación es de tipo descriptiva. TÉCNICAS. porque la metodología que se aplicó es la no experimental.1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Una vez realizada la investigación en su parte teórica y práctica se plantean las siguientes conclusiones y recomendaciones. . pero no se puede crear ni destruir. o Existen instrumentos para medir el calor. la cual es la capacidad para realizar un trabajo. o La energía puede convertirse de una forma a otra. esto es lo que afirma la primera ley de termodinámica. El calorímetro a presión constante y la bomba calorimétrica. . La ley de la conservación de la energía establece que la cantidad de energía en todo el universo es constante.CONCLUSIONES o En la mayor parte de reacciones químicas se absorbe o libera energía. RECOMENDACIONES . sc.com/QG34.org/wiki/Term%C3%B3metro http://www. http://www.htm http://www.htm http://es.net/calorimetria. (1) 248.pe/quimicageneral/contenido/144-calculo-de-calorde-reaccion-calorimetria.wikipedia.BIBLIOGRAFÍA • CHANG. “Química”.edu.monografias.edu/inieves/calorimetria_conf.shtml http://ciencia-basica-experimental.uprh.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico .unlugar.htm http://www. 240 – 242.heurema.pucp.es/iawfemaf/archivos/materia/00121.htm http://es. 796-798 http://www.htm http://corinto.100ciaquimica.htm http://www.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.eugenio. 254. 2007.com/trabajos85/calor-y-temperatura/calor-ytemperatura.pdf http://ciencia-basica-experimental. México. Editorial McGraw Hill. Novena Edición.ehu.net/solucion.monografias. Raymond. 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