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Entalpia de

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Entalpía es un tipo de energía que fluye entre objetos de diferentes temperaturas.

Para entender la entalpia, uno debe estar familiarizado con la primera ley de la termodinámica, que establece que la energía no puede ser creada o destruida, sólo puede cambiar las formas. Y la cantidad total de energía en un sistema es constante.

El concepto de entalpia es evidente en una olla de agua sobre una estufa. Calor, denotada por la letra Q, fluye espontáneamente de la estufa caliente al agua fría. En respuesta, la temperatura del agua aumenta. Sin embargo, ya que este es un sistema abierto, hay calor perdido a los alrededores.

Por otra parte, un sistema puede ser termodinámicamente aislado, como un termo lleno de agua caliente, donde no se transfiere calor entre el sistema y sus alrededores. Si se te cae un pedazo de metal frío en este sistema, el calor fluye espontáneamente de la agua caliente a metal cooler. Por lo tanto, si aplicamos la primera ley de la termodinámica a este sistema aislado, podemos decir que el calor perdido por el agua, o el Qout, equivale al calor absorbido por el metal, o Qin.

En este video demostraremos este experimento de transferencia de calor simples que las pruebas de la primera ley de la termodinámica.

Antes de profundizar en el protocolo, vamos a repasar algunos conceptos importantes relacionados con este experimento. Como ya comentamos, calor, o Q, es un tipo de energía que se transfiere espontáneamente de un caliente a un objeto frío.

Calor a menudo se confunde con la temperatura, que es la medida de la energía cinética promedio de todas las moléculas individuales de una sustancia. Por ejemplo, considere una pieza grande y pequeña de aluminio caliente en equilibrio termal. Ambos tienen la misma temperatura, sin embargo la más pequeña pieza de metal tiene menos energía térmica que otro porque tiene menos moléculas y menos masa.

La relación entre calor y temperatura es dada por esta fórmula: Q = mCΔT. Por lo tanto, la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura depende de la masa, m, que tiene sentido, ya que menos calor se requiere para elevar la temperatura de 1 gramo de aluminio en lugar de 1 kg.

El otro factor es C, o la capacidad de calor, que depende del material. Por ejemplo, la madera tiene una mayor capacidad de calor que el aluminio. Esto significa que se necesita menos calor para aumentar la temperatura de 1 kg de aluminio de 1 kg de madera.

C es una constante que se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia por un grado. Estos valores se han calculado empíricamente para muchos materiales comunes, como el agua.

En la siguiente sección, veremos cómo calcular experimentalmente C plomo utilizando un calorímetro, que proporciona un sistema termodinámicamente aislado.

En primer lugar, obtener dos copas de espuma de poliestireno, que actuarán como el calorímetro aislado en este experimento. Cortar una pequeña porción de la parte superior de una taza, para que pueda actuar como una tapa para el otro. Perforar un pequeño agujero en la tapa para que el termómetro se ajuste apretado a través de

Verter 220 mL de agua en la taza sin modificar, luego coloque la tapa en la parte superior. Medir la temperatura del agua.

A continuación, llene un vaso con suficiente agua para que una muestra de plomo puede ser completamente sumergida. Coloque el vaso sobre un plato caliente y poner el agua a hervir.

Pesar una muestra de plomo y registrar la masa. Luego, fijar una cuerda y suspender con un soporte de anillo. Sumerja la muestra de plomo en el agua hirviendo hasta cubrirlo completamente con agua.

Espere cinco minutos para que la muestra alcanzar el equilibrio térmico con el agua hirviendo. Retire la muestra de agua hirviendo y registrar su temperatura inicial.

Rápidamente Coloque la muestra caliente en la taza y coloque la tapa en la parte superior. Deslice el termómetro por el orificio de la tapa.

Remolino de la taza de café con la muestra de plomo para asegurar una temperatura uniforme. Ver la temperatura en el termómetro como cambia y grabar la temperatura estabilizada final.

De la primera ley de la termodinámica, sabemos que en este experimento, el caliente pedazo de plomo transfiere calor al agua frío. Si suponemos que el calorímetro proporciona un sistema termodinámico aislado, la salida de calor de la cabeza igual a la entrada de calor al agua. Mediante la fórmula Q = mCΔT, obtenemos la siguiente ecuación.

De la experiencia, sabemos que la masa de la cabeza y el agua y el cambio de la temperatura del plomo y del agua. También se conoce la capacidad calorífica del agua. Así, se puede calcular la capacidad calorífica del plomo.

Esto está en excelente acuerdo con la conocida capacidad de calor de plomo, 0.128. Este resultado valida la primera ley de la termodinámica.

Transferencia de calor y los principios de conservación de la energía se aplican a varios eventos día a día, pero a menudo pasan inadvertidos. Estos son algunos ejemplos.

Un simple experimento con agua y hielo demuestra la primera ley de termodinámica y calor la transferencia por conducción térmica. Inicialmente, el vaso de agua a temperatura ambiente y se refresca con la adición de hielo. Finalmente, los derretimientos del hielo y el agua y el hielo derretido alcancen la misma temperatura, como el calor fue transferido del agua al hielo.

Sin embargo, porque el sistema no está aislado de los alrededores, finalmente la sala más caliente transfiere calor al agua, aumento de la temperatura.

Otro ejemplo de transferencia de calor es entre el sol y la tierra. Sin embargo, esto sucede mediante radiación térmica, ya que el sol está a una temperatura mucho mayor que la tierra, el calor fluye desde el sol a la tierra. Sin embargo, no todo el calor se transfiere a la tierra, como algo se pierde a otros cuerpos en el universo y con el entorno.

Sólo ha visto la introducción de Zeus al calor y a la primera ley de la termodinámica. Ahora debe entender el concepto básico de la conservación de la energía y calor. ¡Gracias por ver!

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