Práctica 1. Determinacion de la Caparcidad Calorifica. UPIBI - IPN

1. UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGIA
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
LABORATORIO DE BIOINGENIERIA
DETERMINACION DE LA CAPACIDAD CALORIFICA

2. INTRODUCCION
• La capacidad calorífica (C) es la cantidad de energía
que requiere un sistema para aumentar su
temperatura 1°C.
• Representa el calor abosorbido o entregado por el
sistema durante el proceso.

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL
1
•Colocar en el vaso del calorímetro 50g de agua a temperatura ambiente.
•Tapar el calorímetro y agitar hasta que la temperatura del agua sea
constante.
•Calentar 50g de agua a 40 ºc y vaciar en el calorímetro.
•Tapar y agitar el calorímetro y registrar la temperatura final de la mezcla.
•Realizar el experimento por triplicado.
2
•Colocar en el vaso del calorímetro 50g de agua a temperatura ambiente.
•Tapar el calorímetro y agitar hasta que la temperatura del agua sea
constante.
•Calentar 50 ml del líquido problema a 40 ºC y vaciar en el calorímetro.
•Tapar y agitar el calorímetro y registrar la temperatura final de la mezcla.
•Realizar el experimento por triplicado.

4. RESULTADOS
#
experimento
Vol. agua
T ambiente
mL
Vol. agua
fria
mL
Masa agua
fría
g
Masa agua
caliente
g
T agua
fria
°C K
T agua
caliente
°C K
T final
°C K
1 50 50 50 50 22 295 40 313 30 303
2 50 50 50 50 23 296 40 313 30 303
3 50 50 50 50 22 295 40 313 30 303
#
experimento
Vol. agua
T ambiente
mL
Vol. agua
fria
mL
Masa agua
fría
g
Masa liq.
problema
g
T agua
fria
°C K
T liq.
caliente
°C K
T final
°C K
1 50 50 50 51.40 19 292 23 296 29 302
2 50 50 50 51.40 20 293 23 296 29 302
3 50 50 50 51.40 19 292 23 296 28 301

5. RESULTADOS
#
experimento
Capacidad calorífica
calorímetro
J/g°C
Capacidad calorífica
líquido problema
experimental
J/g°C
Capacidad calorífica
líquido problema
teórica
J/g°C
%
error
1 52.2875 418.3000 3.98 23.90
2 89.6357 627.4500 3.98 15.93
3 52.2875 418.3000 3.98 23.90

6. ANALISIS DE RESULTADOS
• La capacidad calorífica es la propiedad que tienen los
cuerpos para absorber energía en forma de calor, así,
por ejemplo, si añadimos la misma cantidad de calor,
durante la misma cantidad de tiempo a la misma
masa de dos sustancias diferentes, al final del
experimento observaremos que los cuerpos tendrán
temperaturas diferentes debido a que uno de los dos
posee mayor capacidad calorífica, es decir, tiene la
“capacidad” de absorber más calor que el otro
material.

7. ANALISIS DE RESULTADOS
• La capacidad calorífica del calorímetro fue de 52.28
J/g°C, mientras que la capacidad calorífica
experimental del líquido problema (leche entera de
vaca) fue de 418.30 J/g°C, esta ultima se comparo
con el valor teorico que es de 3.98 J/g°C, y
arrojándonos un error de 23.90%.

8. ANALISIS DE RESULTADOS
• El error pude haber sido resultado de la mala lectura
en el termómetro, no dejar pasar el tiempo
suficiente para que la temperatura fuese constante,
o que el termómetro haya tocado el vaso del
calorímetro en la lectura.
• Entre las variables que afectan la capacidad calorífica
se encuentran la temperatura, la composición y
estado de la sustancias, así como de sus impurezas.

9. CONCLUSIONES
• La capacidad calorífica es una propiedad de cada
sustancia y siempre es una magnitud positiva, por lo
tanto:
- Si Tf>Ti Q>0 el sistema absorbe calor “se calienta”
- Si Tf<Ti Q>0 el sistema entrega calor “se cenfria”

10. CONCLUSIONES
• La capacidad calorífica de una sustancia da la idea de
la facilidad que tiene para aumentar su temperatura
cuando se le coloca en contacto con otro sistema a
mayor temperatura, es decir cuando se calienta, o de
disminuir su temperatura cuando se le enfría.
• Las variables que afectan la capacidad calorífica se
encuentran la temperatura, la composición y estado
de la sustancias, así como de sus impurezas.

11. Referencias
• C. J. Geankoplis. “Procesos de transporte y
operaciones unitarias” 3ra edición. Ed.: CECSA.
Minnesota (1998). Pp.: 178 y 179.
• Sara Aldobe. “Quimica I Fundamentos” Ed.: Colihue.
Buenos Aires (2008). Pp.: 154 -156.

12. MEMORIA DE CALCULO
• C =
𝑚2 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑇2−𝑇𝑓 −(𝑚1)(𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎)(𝑇𝑓−𝑇1)
𝑇𝑓−𝑇1
• 𝐶 =
50𝑔 4.183 𝐽
𝑔°𝐶 40−30 °𝐶− 50𝑔 4.183 𝐽
𝑔°𝐶 30−22 °𝐶
30−22 °𝐶
• 𝐶 = 52.2875 𝐽
𝑔°𝐶

13. MEMORIA DE CALCULO
• 𝐶𝑝𝑙𝑖𝑞 =
(𝐶) 𝑇𝑓−𝑇1 + 𝑚1 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑇𝑓−𝑇1)
𝑚2(𝑇2−𝑇𝑓)
• 𝐶𝑝𝑙𝑖𝑞 =
52.2875 𝐽
𝑔°𝐶 30−22 °𝐶+(50𝑔) 4.183 𝐽
𝑔°𝐶 30−22 °𝐶
40−30 °𝐶
• 𝐶𝑝𝑙𝑖𝑞 = 418.30 𝐽
𝑔°𝐶

14. MEMORIA DE CALCULO
• 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
• 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠 = 3.98 − 418.30 = 414.32
• % 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
• % 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
414.32
3.98
𝑥100 = 23.90

15. NOMENCLATURA
• T1 = temperatura del agua fría, ºC o K
• T2 = temperatura del agua caliente, ºC o K
• Tfinal = temperatura final de la mezcla
correspondiente, ºC o K
• m1 = masa del agua fría, g
• m2 = masa del líquido caliente, g
• C = Capacidad calorífica del calorímetro J/ g°C
• CpH2O = capacidad calorífica del agua, J/ g°C
• Cp = capacidad calorífica del líquido problema, J/g°C