Page 306 - Fisica General Burbano
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CALORIMETRÍA 317
lente en agua. Para hallar éste se hace una previa calorimetría con un cuerpo de calor específico
conocido (generalmente se mezclan agua caliente y fría).
Para determinar el calor específico de los líquidos se ponen éstos en el calorímetro en vez del
agua empleada en la determinación anterior y se introduce en él un cuerpo sólido de calor especí-
fico conocido. También puede emplearse agua en el interior del calorímetro e introducir en ella
una ampollita con el líquido siempre que se conozca el equivalente en agua de la ampolla.
PROBLEMAS:1 al 7.
XV 6. Calorímetro de Bunsen
Se basa el calorímetro de Robert Wilhem Bunsen (1811-1899), en la disminución de volumen
que experimenta el hielo al fundirse. Un depósito de vidrio en el que ajusta un tubo de ensayo,
está lleno de agua y su fondo con mercurio que llena, en parte, el tubo E (Fig. XV-3). Se procede,
primeramente, a formar una capa de hielo alrededor de T, para lo cual se pone éter en él y su eva-
poración produce el enfriamiento necesario. Cuando funde hielo el mercurio retrocede en E.
¿Cuántas calorías hace falta que se desprendan en el tubo para que el mercurio retroceda una
de las divisiones de la escala E? Para hacer tal determinación se introduce en el tubo T una masa
M de agua conocida, a una temperatura t , la cual se enfriará hasta 0 ºC desprendiendo M t ca-
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lorías. Si el mercurio retrocede en E, n divisiones y Q es el número de calorías que corresponden
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MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
al retroceso de una división, se habrá de verificar:
Mt Fig. XV-3. Calorímetro de Bunsen.
Mt = n Q Þ Q = n 11
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quedando, así, calibrado el calorímetro.
Introducido en el tubo un cuerpo de masa m, a temperatura t, cuyo calor específico queremos
determinar, si el mercurio retrocede en E, n divisiones, se verificará:
nQ
mct = nQ Þ c =
mt
XV 7. Calores específicos de un gas
Para elevar un grado la temperatura de un gramo de gas, se puede hacer de muy diversas for-
mas: a volumen constante, a presión constante o variando ambas magnitudes de cualquier forma.
Un gas tiene infinitos calores específicos de los cuales los más interesantes son: c (a presión cons-
p
tante) y c (a volumen constante); siempre se verifica que c >c .
v
v
p
El calentar a un gas un grado, es pasar de la isoterma a temperatura T a la correspondiente a
(T +1); si los valores particulares de la presión y volumen del gas a calentar son p y V , el calen-
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tamiento a presión constante hace pasar de V a V sin modificar p ; y a volumen constante pasar
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de p a p (paralela al eje p) sin modificar V ; en el gráfico observamos la posibilidad de otros infi-
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nitos pasos (Fig. XV-4).
CALOR MOLAR DE UN GAS es la cantidad de calor necesaria para elevar a un mol, un grado su
temperatura (a presión constante, a volumen constante o en las condiciones que se especi-
fiquen). Fig. XV-4. Calores específicos de un
gas.
con lo que las expresiones de los valores específicos molares a volumen constante (c ) y a presión
v
constante (c ) serán:
p
1 dQ F I 1 dQ F I
G J
G J
c = n dT H K c = n dT H K
p
v
v = cte p = cte CALORES ESPECÍFICOS DE GASES A PRESIÓN
Y A VOLUMEN CONSTANTE (J/ kg · K)
luego la expresión de las cantidades de calor, en cada caso, para elevar a n moles de gas T
grados, es: Gas (20 ºC) c p c v
DQ = nc p DT DQ = nc v DT Cloro 00 480 00 356
p
v
Oxígeno 00 917 00 656
La determinación del calor específico de un gas a presión constante c se realiza de la Nitrógeno 01 038 00 741
p
siguiente forma: un depósito contiene gas comprimido; por un tubo provisto de una llave y Helio 05 230 03 210
un manómetro se deja salir el gas siempre a la misma presión; la llave de paso sirve para Hidrógeno 14 320 10 160
graduar la presión del gas que sale, y para mantenerla constante, siguiendo las indicacio-
nes del manómetro. El gas pasa por un serpentín, introducido en agua caliente, que eleva Aire seco 01 005 00 717
su temperatura hasta un valor determinado; el gas caliente pasa por otro serpentín introdu- Freón 00 590 00 522
cido en un calorímetro con agua fría en el que se determinan las variaciones de temperatu- Dióxido de carbono 00 837 00 647
ra; se gradúa la velocidad de paso del gas para que sus temperaturas inicial y final perma- Acetileno 01 680 01 366
nezcan constantes durante el lapso de tiempo en que realizamos las medidas. M =masa to-
tal en agua del calorímetro; m =masa gas; Dt =variación de temperatura en el calorímetro; Amoníaco 02 160 01 650
Dt¢=diferencia entre las temperaturas inicial y final del gas. Metano 02 200 01 695
