UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y AMBIENTAL.INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO PREPARADO POR EL ESTUDIANTEPRCTICA N 3 : CALOR LATENTE DE FUSINFsico-Qumica

ESTUDIANTECARRERASEMESTREDOCENTEFECHA

Erick Santiago Lpez CabascangoIngeniera AmbientalterceroQuim. Bolvar Enrquez20150525

1. OBJETIVOS0. OBJETIVO GENERAL

Determinar el calor latente de fusin del hielo.

0. OBJETIVOS ESPECFICOS Calcular el calor latente de fusin del calormetro casero. Calcular el calor latente de fusin del calormetro.1. MATERIALES Y REACTIVOSMATERIALES

11

1. Calormetro101

2. Cronmetro3. Embudo de vstago4. Plancha de calentar85

5. Termmetro ()9

6. Hielo2

7. Balanza electrnica74

8. Vaso de precipitacin9. Vaso trmico63

10. Matraz (ml)11. Agua

1. ANTECEDENTES DEL TEMA

Fig. Fuente: http://es.slideshare.net/jamezrjcv/monografia-calor-latente-29417440

TIPOS DE CALOR LATENTECAMBIO DE ESTADO DE:

VAPORIZACINLQUIDO DE GAS

FUSINSLIDO A LIQUIDO

SUBLIMACINSOLIDO A GAS

CNDENSACINGAS A LQUIDO

SOLIDIFICACINLQUIDO A SOLIDO

VALORES DE CALOR LATENTE DE ALGUNAS SUSTANCIAS En el siguiente cuadro se dan algunos valores del calor latente de fusin para diferentes sustancias.

Fig#2: valores de calor latente para algunas sustancias fig#3: valores de calor latente para algunas sustancias Fuente: http://es.slideshare.net/jamezrj fuente: http://es.slideshare.net/jamezrj

DEDUCIR LA ECUACION DEL CALOR LATENTE Y SUS UNIDADESCalor latente de fusin del hielo a 0 C, 80 cal/g

Donde: Temperatura del agua en el calormetro Temperatura final del equilibrio: Calor especfico : Masa del agua caliente: Masa del hielo: Equivalente trmico del calormetro UNIDADESValor terico del calor latente de fusin: Lf= Lf =1. PROCEDIMIENTO1. DATOS EXPERIMENTALES CALORMETRO

Masa del hielo ()100 g

Volumen de agua (M)100 ml

Temperatura del agua caliente 76

Temperatura del hielo 0

Temperatura inicial de la mezcla ()11

Temperatura de equilibrio ()6

VASO TRMICO

Masa del hielo ()40 g

Volumen de agua (M)40 ml

Temperatura del agua caliente 68

Temperatura del hielo 0

Temperatura inicial de la mezcla ()11

Temperatura de equilibrio ()1

1. CLCULOS Clculo del calor latente del hielo en el calormetro.

-

Clculo del calor latente del hielo en el vaso trmico.

-

Clculo del error del calor latente de fusin del hielo.

Clculo del error del calor latente de fusin del hielo.

1. RESULTADOSCalor latente del hielo en el calormetro

Calor latente del hielo en el vaso trmico

Error en el calormetro

Error en el vaso trmico

1. ANLISIS DE LOS RESULTADOSGracias a la ecuacin del equilibrio trmico obtuvimos la ecuacin necesaria para obtener el dato del calor latente de fusin del hielo en donde se obtuvo muy buenos resultados. Para el calor ganado obtuvimos al calor del hielo con el agua del hielo respectivamente, mientras que en el calor perdido obtuvimos el agua caliente esto se debe a que el hielo a 0 va a mantener un equilibrio trmico lo cual va reducir la temperatura del agua caliente. El calor del hielo nos dio como resultado a la masa del hielo ms el calor latente del hielo, elemento al cual vamos a despejar de la ecuacin que hemos mencionado, como resultado final obtuvimos que el calor latente del hielo va a ser igual la masa del hielo en agua por el calor especfico del agua y por la variacin de la temperatura menos la masa del agua caliente por el calor especfico del agua y por la variacin de la temperatura , sobre la masa del hielo. Para ambas pruebas obtuvimos como resultado 76 y 77 caloras sobre gramos para el calormetro y el vaso respectivamente, lo cual nos dio como porcentaje de error unos resultados muy positivos en consideracin de ciertos parmetros que resultan perjudiciales para la prctica. 1. CUESTIONARIOa) Qu es ms probable que provoque una quemadura: agua lquida a 100C o una masa igual de vapor a 100C? Explique.

El vapor de agua debido a que mientras la mano y el vapor intentan llegar al equilibrio trmico el vapor se enfriara y entregar a la mano el vapor de condensacin y luego el calor del vapor condensado (agua) hasta llegar al equilibrio trmico (temperatura de equilibrio).b) Quin es el inventor del termmetro, que al definir la temperatura de forma operativa logr separar los conceptos de temperatura y calor?

Kelvin

c) El calor especfico de los gases, tiene las mismas unidades que los calores especficos de los slidos y los lquidos?El calor especfica de gas, slido o lo que sea es el calor que debe intercambiar una unidad (por ejemplo un gramo, o un mol, o un kilogramo, etc.) de sustancia para que su temperatura vare en una unidad de temperatura (por ej. en un grado centgrado). Para los gases ideales usamos ms a menudo moles que unidades de masa para indicar la cantidad de gas, en relacin con las propiedades especficas de los gases ideales.d) Los gases solamente se pueden calentar a presin constante o a volumen constante?No, los gases, como cualquier otro sistema, se pueden calentar por infinitos procesos diferentes. Pasa que para los casos particulares de presin o volumen constante, las expresiones para el calor intercambiado son las que conocemos, bastante sencillas. Recordemos que el calor intercambiado siempre depende de cmo es la evolucin del sistema.e) Por qu los motores a combustin tienen un sistema de refrigeracin basado en una caera interior con un flujo de agua?Larefrigeracin en motores de combustin internaes necesaria para disminuir el calor generado por la quema del combustible (superior a 2000C) y no transformado en energa mecnica, durante el funcionamiento de stos. La principal funcin de la refrigeracin es mantener todos los componentes dentro del rango de temperaturas de diseo del motor evitando su destruccin por deformacin y agarrotamiento.f) Por qu las variaciones de temperatura entre el da y la noche son de aproximadamente 10C en las zonas costeras y de 30C en las desrticas?El calor especfico del agua lquida es grande comparado con los calores especficos de la mayora de los otros materiales, por eso el agua acta como un regulador de temperatura en zonas con mucha agua la variacin de temperatura ambiente al intercambiar cierta cantidad Q de calor ser bastante menor que en las zonas desrticas, donde prevalece el calor especfico del aire seco.

g) Por qu es ms peligroso quemarse con vapor a 100 C que con agua a la misma temperatura?Partamos de que una quemadura es fsicamente una transferencia violenta de energa entre un medio que la posee y otro que la recibe sin capacidad de disipar sa energa. En el caso del agua, la diferencia reside en que un gas tiene mucho mayor energa interna/calor (por ejemplo mayor movilidad de partculas) que la misma materia en estado lquido (fjate que al agua debi entregrsele calor para evaporarla).al quemar con vapor, pasa de vapor a agua ah desprende energa y despus el agua se enfra un segundo aporte de calor o sea por esto es peor con vapor que solo agua.

h) Determinar el calor que debe quitarse a 800 g de vapor de agua para que se vuelva lquido.Datos:m = 800g = 0.8kgQ = mlQ = 0.8kg (80Kcal/kg)Q = 64 KcalSe debe quitar 6Kcal al vapor de agua para que este pueda llegar a ser lquido.

i) Determinar la cantidad de calor absorbida por una masa de 14 g de nitrgeno al pasar de lquido a gas.

j) Calcular la masa de una sustancia si su calor latente de fusin es 60 Kcal/Kg y si ocurrido un cambio de fase de slido a lquido se liberan 300 cal.

k) Un bloque grande de hielo a 0C tiene ms energa trmica que una taza de t caliente a 100C? Explique.

El calor especfico de la tasa es casi igual al del agua.En la frmula encontramos que la masa y la temperatura son influyentes directos para el calos, sabemos que el bloque tiene mayor masa por lo tanto Q del bloque de hielo ser mucho mayor que la de la tasa, aunque esta tenga mayor temperatura, siempre y cuando se tome como referencia a la temperatura del bloque como el 0 absoluto.l) Dos cucharas de la misma masa -una de oro y otra de vidrio-, sumergidas en una taza de caf caliente, alcanzarn una nueva temperatura de equilibrio junto con el caf. Cul cuchara requerir mayor cantidad de energa trmica para alcanzar la temperatura de equilibrio? Por qu?La cantidad de energa trmica est relacionada con la capacidad calorfica. La cual es la cantidad de energa necesaria para aumentar en una unidad de temperatura un gramo de agua o de la sustancia de muestra. Para poder determinar cual requiere de mayor cantidad de energa se debe comparar los materiales y sus condiciones.

Como resultado se puede deducir que se necesita ms energa para que la cuchara que contiene el vidrio debido a que se necesita 0,0005 por cada unidad de capacidad calorfica en relacin a la que se debe suministrar al oro debido a que los metales son mejores conductores de calor y el oro es un gran ejemplo. m) La evaporacin como tal es un proceso trmico de enfriamiento o de calentamiento?La evaporacin corresponde a un proceso de enfriamiento debido a que al cambiar de estado la temperatura se mantiene constante, esto se da porque al evaporarse el agua adquiere una mayor energa que la que tiene en estado lquido, la evaporacin produce un enfriamiento al sistema en el que se encuentra a pesar de suministrarle calor para que se produzca.1. CONCLUSIONES El calor latente de fusin del hielo, nos habla acerca de la cantidad de calor que se necesita administrar a un sistema para transformar 1 g de una sustancia slida a una liquida, es decir, el calor requerido para poder lograr que una unidad de masa del agua cambie de un estado de fase al otro. En la prctica se observ que durante el cambio de fase slido-lquido, el hielo necesit absorber calor del agua y del vaso para que esta manera realizar el cambio de fase. Al suministrar calor al hielo ste aumenta constantemente su temperatura hastaalcanzar la temperatura de cambio de estado, una vez alcanzada sta el cuerpo no aumenta su temperatura aunque se le contine suministrando calor.

1. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES Error de volumen: el volumen de agua cogido no es exacto, porque cada persona lo mide de una manera diferente. Error al leer la temperatura: no es exacta, porque cada persona lo hace de una manera. Puede quedar algo de agua en el vaso de precipitados, aunque esto slo altera el resultado en unas dcimas. Se han usado termmetros de mercurio, que son poco precisos, lo que hace que el resultado vare de una persona a otra. Clculos inexactos a la hora de coger decimales. Prdidas de calor en el calormetro: al hacer el trasvase del agua y a travs del agujero para el termmetro se pierde algo de calor. No haber esperado tiempo suficiente a que la temperatura se estabilice antes de medirla. El agua usada no es pura, y por eso su calor especfico no es 1 exactamente. Error al calentar el agua: se debe a que la temperatura se mide o en la superficie del lquido o en la profundidad, y la fuente de calor (placa calefactora) no es homognea, lo que hace que la parte superior est ms fra y la inferior ms caliente. Suele ser el principal error.

1. ANEXOS

Donde:Tf: temperatura fraTc: temperatura calienteTm: temperatura de la mezcla