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Primer
Proyecto Experimental
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Calibración
de un Calorímetro
(método del calor
de dilución del ácido sulfúrico)
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 INTRODUCCIÓN:
En los grandes
procesos industriales no es raro que sea necesario transferir
cantidades relativamente grandes de energía térmica entre el sistema
y el medio ambiente o entre distintas partes de un sistema dado. En
el caso de los cambiadores de calor, equipos cuyo propósito
principal es transferir el calor entre dos fluidos, estos no pueden
caracterizarse a través de un solo diseño; ya que las variedades de
tal equipo son prácticamente ilimitadas, aquí uno de los problemas
resultantes es el cálculo de los coeficientes para la transferencia
de calor. En los calorímetros, dispositivos que nos permiten medir
el calor de un sistema reaccionante, el problema fundamental de la
caracterización, es la determinación de la constante del
calorímetro, obviamente no son el mismo problema, pero en ambos
dispositivos es necesario conocer las cantidad de calor
presente en el proceso y en ambos podemos encontrar los tres
mecanismos clásicos de la transferencia de calor, y en cada uno de
los equipos el uso, tratamiento y control es diferente. Por lo
anterior la construcción y calibración del calorímetro es una buena
introducción al estudio y manejo de los mecanismos de la
transferencia de calor como una de las formas de la energía y de
importancia fundamental para la industria química.
Objetivo:
Determinar experimentalmente el valor de la constante de un calorímetro.
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Actividades a desarrollar por el alumno:
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Buscar
información acerca de la calibración de un calorímetro
y de los mecanismos de transferencia de calor
-
Establecer
claramente el uso correcto de materiales y sustancias
-
Hacer
una revisión bibliográfica de las propiedades físicas,
químicas y toxicológicas de los reactivos,
que se van a emplear en el experimento
-
Conocer
anticipadamente las medidas preventivas,
de seguridad y primeros auxilios en
caso de accidentes.
-
Clasificar y
analizar la información para diseñar un experimento.
-
Elaborar el
proyecto, basándose en la utilización del método científico
y el tratamiento estadístico de datos para realizar la
calibración de un calorímetro, por el método del calor
de dilución del ácido sulfúrico.
Para llevar a cabo la
elaboración del proyecto, basarse en la sección "Cómo elaborar un
Proyecto de Investigación" y en la siguiente guía para realizar la
misma:
-
Plantear
la importancia del fenómeno de transferencia de
calor
-
Definir
el concepto de calibración del calorímetro
-
Investigar
los factores que afectan a la transferencia de
calor
-
Investigar
como controlar la transferencia de calor en sus
diferentes mecanismos de transmisión.
-
Construir
un calorímetro
-
Consultar
referencias bibliográficas que detallen explícitamente
la parte experimental
-
Realizar
prolijamente la experimentación el número de
veces que sea necesario hasta alcanzar
reproducibilidad en los resultados.
-
Determinar
las fuentes de error
-
Realizar
el registro de los datos
-
Realizar
la contabilidad de los resultados
-
Investigar
qué parámetros estadísticos proporcionan
información pertinente a la calibración del
calorímetro
-
Realizar
el tratamiento estadístico de los datos
-
Realizar el trazado correcto de la
gráfica y la determinación del incremento de la temperatura (DT)
♣
-
Deducir
la ecuación para determinar la constante del
calorímetro, basándose en el balance térmico.
-
Interpretar
el significado físico de la constante del calorímetro
-
Investigar
las aplicaciones industriales de la calorimetría.
-
Después de
haber concluido el experimento, realizar en grupo una
discusión de los resultados de cada sección y
establecer la generalidad del mismo
-
Elaborar el Informe
(conforme a los lineamientos de la sección
"Cómo
Elaborar
un
Informe
de
Investigación")
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Bibliografía
sugerida:
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- Alan S. Foust, Leonard A.
Wenzel, Curtis W. Clump, L. Bryce Andersen, Principios de Operaciones
Unitarias, 3ª. Edición, Compañía Editorial Continental, S. A., México,
1969.
-
J. R. Welty, R.E. Wilson, C.E.
Wicks, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass, Wiley I International
Edition, USA. 1969.
- Ralph H. Petrucci,
Química General, Fondo Educativo Interamericano, E. U. A., 1977.
- Samuel H. Maron y Carl F.
Prutton, Fundamentos de Fisicoquímica, Décima edición, editorial Limusa,
México 1979. Pagina # 25.
- E. Arriaga García,
Registro y manejo de datos experimentales Laboratorio de Ciencias
Básicas Unidad II, Preparación de Gráficas (*)
- ♣ Burmistrova, O.A., Prácticas de Química
Física, Editorial MIR, Moscú
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Web Bibliografía
sugerida:
