Calor específico del aluminio
Este experimento consiste en introducir una pieza de aluminio caliente, de masa y temperatura conocidas,
en otra masa conocida de agua fría y medir la temperatura final del sistema.
Con los datos obtenidos se calcula el calor específico del aluminio y se compara con el valor reconocido para
valorar el error cometido y sus causas.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Vaso calorimétrico- Vaso de precipitado, probeta - Trípode o soporte, nuez y anilla, rejilla - Mechero de gas o calefactor eléctrico - Pieza de aluminio, hilo, balanza - Termómetro |
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El vaso termostático suele ser parte del material habitual de los equipos de termología o de mecánica. |
Comentarios a la preparación del montaje
PRECAUCIÓN. Si se trabaja con fuego y con agua caliente hay que tomar las precauciones adecuadas. Conviene tener a mano pomada para quemaduras.
El vaso termostático viene con una tapa que completa el aislamiento. En este experimento se trabaja con temperaturas bajas,
es poco útil y molesta bastante para la manipulación. Es perfectamente prescindible.
Tener en cuenta el calor absorbido por el vaso termostático complica muchísimo el experimento.
Se puede omitir si se trabaja con bajas temperaturas y pequeños incrementos de la temperatura, como es el caso.
Medir la temperatura de un bloque de aluminio introduciendo un termómetro es inviable, de ahí que no se caliente directamente, se
sumerja en agua caliente y se tome la temperatura de ésta como la del aluminio.
Si el hilo del aluminio se cae al vaso (es frecuente) se saca con unas pinzas de manipular crisoles.
Hay que asegurarse de que el aluminio se sumerja completamente tumbándolo en el fondo del vaso. Hacerlo permite un intercambio rápido de calor.
La temperatura sube unos pocos grados y luego empieza a bajar, al perderse energía hacia el vaso. Hay que tomar como temperatura final +la temperatura
máxima que se obtiene en este proceso.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Medir experimentalmente el calor específico del aluminio.
- Observar la dificultad de calentar agua debido a su elevado calor específico.
- Aplicar la conservación de la energía a los intercambios de calor.
- Contrastar la validez del modelo de la ecuación calorimétrica comparando los resultados teóricos y los experimentales y explicando su diferencia.
Es muy interesante hacer ver que un metal bastante caliente produce pequeñas elevaciones de temperatura, debido al pequeño calor
específico del metal y al elevado calor específico del agua.
Si no se ha visto ya, conviene hacer ver que lo que en el laboratorio llamamos vaso termostático es un termo doméstico, con el que están familiarizados.
Desmontar un termo o vaso termostático y hacer ver cómo está diseñado para evitar la conducción (doble pared), la convección (hecho
el vacío entre las dos paredes) y la radiación (paredes plateadas) y así reducir al mínimo la transmisión de energía a través de sus paredes.
Hay que hacer ver que el calor específico teórico será siempre superior al experimental debido a que en el laboratorio es inevitables
que haya fugas de energía.
El cálculo del calor específico a partir de los datos experimentales exige trabajar con cinco valores experimentales: temperatura inicial del agua fría,
masa de agua fría, temperatura inicial del aluminio caliente, masa del aluminio caliente y temperatura final del sistema.
Hay que lograr que los alumnos los dispongan ordenadamente antes de lanzarse a utilizar las ecuaciones calorimétricas
Es frecuente que les cueste darse cuenta que la temperatura final es la misma para el agua fría y el aluminio caliente.
El trabajo con el balance de energía da problemas con los signos. Trabajar con "calor ganado" y "calor perdido" e igualarlos suele simplificar el cálculo.
 Material necesario |
 Medición de la masa del aluminio y calentamiento en agua caliente |
 Pieza de aluminio tumbada en el agua del vaso termostático |
