This document discusses concepts related to calorimetry and thermodynamics. It includes: - Definitions of calorimetry, calories, and equations relating heat, energy changes, and temperature. - Tables showing experimental data on mass, volume, density, temperature for different materials and water in a calorimeter. - Calculations to determine the specific heat of materials like copper and beryllium based on the experimental data. - Discussion of applications of specific heat concepts and the relationship between temperature, heat, and renewable energy sources.

1. FLUIDOS Y TERMODINÁMICA – HIDROSTÁTICA.
Luis Fernando Castiblanco Silva
luisf.castiblancos@ecci.edu.co
Facultad de Ingeniería Mecánica
Universidad ECCI
Física de fluidos y termodinámica
2021

2. 1. Mapa conceptual

3. CALORIMETRIA
La Calorimetría es la
medida de la cantidad de
calor que cede o absorbe un
cuerpo en el curso de un
proceso físico o químico.
CALORÍA (c)
Es la cantidad de calor que se
requiere para elevar la
temperatura de 1 gramo de
agua en 1°C. La relación entre
calorías y joules es de:
1 caloria =4.18 Joules
Siendo el calor una forma
de energía, deben de
medirse en las mismas
unidades que ésta: joules,
ergios, libras*pie ó Btu. Su
relación de conversión es:
1 Joule=1x107
ergios
Expresado en forma de
ecuación, queda:
𝑄 = Δ𝐸
𝑄 = 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜
Δ𝐸= Cambio de energia
inertna
Como todo cambio ∆E es
igual a la diferencia entre un
estado final (E2) y uno
inicial (E1), quedando:
𝑄 = 𝐸2 − 𝐸1

4. 3. Desarrollo:
a) Elije un material, y relaciona los
MATERIAL MASA (KG) PESO (N)
COBRE
0.030 0.294
0.040 0.392
0.050 0.490
0.060 0.588
Tabla 1. Masas seleccionadas.
Peso = Masa x Gravedad
Peso = 0.030 Kg x 9.8
𝑚
𝑠2 = 0.294 N
Peso = 0.040 Kg x 9.8
𝑚
𝑠2 = 0.392 N
Peso = 0.050 Kg x 9.8
𝑚
𝑠2 = 0.490 N
Peso = 0.060 Kg x 9.8
𝑚
𝑠2 = 0.588 N

5. b) A partir del dato del volumen del agua que presenta la simulación, complete la tabla:
H20
Volumen (𝑚3
) 200 mL
Densidad
𝐾𝑔
𝑚3 1000
𝐾𝑔
𝑚3
Masa (Kg) 0.200Kg
Peso (N) 1.960 N
Tabla 2. Datos del líquido en el calorímetro.
 Masa = Densidad x Volumen
200mL x
1(𝑚𝐿)
1000000
= 0.000200 𝑚3
Masa = 1000
𝐾𝑔
𝑚3 x 0.000200𝑚3
= 0.200 Kg
 Peso = Masa x Gravedad
Peso = 0.200 Kg x 9.8
𝑚
𝑠2 = 1.960 N
c) Con base en los datos indicados por la simulación, escriba la temperatura inicial del
cuerpo (masa seleccionada) y del agua antes que interactúen y lleguen al punto de
equilibrio.
Cuerpo H20
Temperatura inicial ˚C Cobre 20 ˚C
Tabla 3. Datos Temperaturas iniciales

6. d) Con base en la simulación determine la temperatura de equilibrio del sistema
Cuerpo-agua. Lo anterior tomando los diferentes valores de masas seleccionadas en la tabla
1.
Material: Cobre
Cuerpo (Kg) H2O (Kg) T equilibrio
0.030Kg 0.20Kg 21.1˚C
0.040Kg 0.20Kg 21.4˚C
0.050Kg 0.20Kg 21.8˚C
0.060Kg 0.20Kg 22.1˚C
Tabla 3. Datos Temperaturas iniciales.
e) A partir de la ecuación de calorimetría en este caso para el sistema cuerpo-agua,
utilizando los datos que se requieran relacionados en las tablas.
Determine el calor específico del material seleccionado. (presente el proceso para llegar al
resultado)
Ǫ ganando = -Ǫ perdido
Ecuación 1.
Nota: para el proceso anterior tome el calor específico del agua como 4186
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
Datos:
Cuerpo = m 50g = 0.050Kg
Ti= 100 ˚C
Material = Cobre
Agua = 200 Ml = 200x10−6
𝑚3
= 2x10−4
𝑚3
ꝭ = 1000
𝑘𝑔
𝑚3 ꝭ =
𝑚
𝑉
m = p x v = 2x10−1
kg
CeH2O = 4186
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
Ǫ ganando = -Ǫ perdido Ǫg+ Ǫp = 0

7. Ǫp =mc * ce * (Tf -Teq) Ǫp =mH2O * CH2O * (Tf -TiH2O)
mc * ce * (Tf -Teq) + mH2O * CH2O * (Tf -TiH2O)
ce =
−(mH2O)∗(CH2O)∗(Teq−TiH2O )
(mc)∗(Teq−Tf)
ce =
−(2𝑥10−1
𝑘𝐺)∗(4186
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
)∗(22.1˚C−20˚C)
(0.06𝐾𝑔)∗(22.1˚𝐶−100˚𝐶)
ce =376.14
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
f) Realice nuevamente la práctica seleccionando otro material.
Datos:
Cuerpo = m 40g = 0.040Kg
Ti= 100 ˚C
Material = Berilio
Agua = 200 Ml = 200x10−6
𝑚3
= 2x10−4
𝑚3
ꝭ = 1000
𝑘𝑔
𝑚3 ꝭ =
𝑚
𝑉
m = p x v = 2x10−1
kg

8. CeH2O = 4186
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
Ǫ ganando = -Ǫ perdido Ǫg+ Ǫp = 0
Ǫp =mc * ce * (Tf -Teq) Ǫp =mH2O * CH2O * (Tf -TiH2O)
mc * ce * (Tf -Teq) + mH2O * CH2O * (Tf -TiH2O)
ce =
−(mH2O)∗(CH2O)∗(Teq−TiH2O )
(mc)∗(Teq−Tf)
ce =
−(2𝑥10−1
𝑘𝐺)∗(4186
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶
)∗(26.4˚C−20˚C)
(0.04𝐾𝑔)∗(26.4˚𝐶−100˚𝐶)
ce =1820.00
𝐽
𝐾𝑔 ∗ ˚𝐶

9. 4.
1. ¿Qué utilidad tiene el concepto de calor específico en la vida diaria
Unas de las aplicaciones del calor especifico en la vida diaria puede ser la fabricación de
ciertos objetos de uso domestico o industrial como lo son los termos ya sea en recipientes
para conservar el calor del café u otros y el de los hornos para aislar la temperatura.
2. Relaciona los conceptos de Temperatura y Calor con el estudio de las energías
limpias.
A raíz de los cambios climáticos durante las últimas décadas por el exceso de contaminación
y calentamiento global se han diseñado varias opciones de energías limpias o energías
renovables las cuales no afectan al planeta como otro tipo de energías que usan los
combustibles fósiles que son limitadas además de contaminar bastante por lo cual se ha
optado en invertir mas en este tipo de energías las cuales aprovechan de una fuente natural e
ilimitada como lo es el calor, una de las principales fuentes en las que se han concentrado
para desarrollar como lo son los paneles solares termodinámicos que han mejorado bastante
a comparación de los paneles solares convencionales los cuales aprovechan mejor la
transferencia de energía, esta tecnología funciona con un panel solar termodinámico por el
que circula un líquido refrigerante que permite captar el calor o frío del medio ambiente ya
sea de día como de noche e independientemente del clima, por lo cual no necesitan la
radiación directa del sol para obtener energía.
Estas energías necesitan enfocarse bastante en la transferencia de calor y la temperatura para
de esa manera poder obtener la mejor cantidad de energía y de esa manera poder
transformarla en otras energías que se pueden usar en la vida cotidiana o en la parte industrial.