Calcular el calor especifico del hierro

Se utiliza un calorimetro para determinar el calor especifico del hierro.

Se colocan 80 gramos de balines de hierro en un recipiente y se calientan hasta 95 grados centígrados .

La masa del recipiente interior de calorimetro es de aluminio incluyendo un agitador del mismo material que es de 60 gramos.

El calorimetro se llena parcialmente con 150 gramos de agua a 18 grados centígrados. Los balines calientes se vacían rápidamente en el recipiente y se sella el calorimetro.

Una vez que el sistema alcanza el equilibrio térmico la temperatura final es de 22 grados centigracos.

Calcular el calor especifico del hierro

Para resolver este p/roblema entenderemos que se relaciona del equilibrio térmico entre una masa de agua + la masa del calorimetro + masa de los balines de hierro que se introducen en el agua. Debe resolverse un caso de equilibrio térmico dentro de un recipiente adiabatico... como es el calorimetro.

La ecuación será siempre el planteo del fenómeno energetico ... Calor cedido por la fuente caliente ( balines de Fe a 95°C) = Suma de Calores recibidos por las fuentes frías ( calorimetro y agua ).

Los balines se enfrían calentando el agua desde 18 a 22 °C. Pero realmente lo que calientan los balines es el agua más la masa del calorimetro...( 60 gramos de aluminio). Luego en los cálculos hay que introducir además este calor que eleva la temperatura de los 60 gramos de aluminio. Lo que se hace es hallar una masa equivalente de agua que iguale calorimetricamente a esta masa de aluminio. Esto se llama E="Equivalente en agua del Calorimetro" y se obtiene en gramos... se hace:

E por Calor especifico del agua = 60 g x Calor especifico del Aluminio

Calor especifico del Al = 0.215 cal/g/°C (Este dato deberían habértelo dado en el enunciado)

E = 60 x 0.215 cal/ g  °K / 1 cal/ g °K  = 12.9 gramos de agua.

Esta agua "adicional" habrá que sumarla a los 150 g reales.

Luego el balance calorimetrico para todas las sustancias que intervienen sería:

80 g x Ce (Fe) x ( 95-22) ° C = (150 + 12.9) x Ce (agua) x ( 22-18)°

Ce ( Fe) = 0.11 cal/ g  °C