Prcticas de ITA

Calor de Fusin del Hielo

UNIVERSIDAD DE ALMERA

ASIGNATURA FSICA II

Profesor/a: VCTOR CORCHETE FERNNDEZ 1 Grado de Ingeniera Qumica-IndustrialGrupo: C 22013/2014

NDICE

RESUMEN PG. 3OBJETIVOS PG. 3METODOLOGA PG. 3INSTRUMENTACIN PG. 4DATOS Y RESULTADOS PG. 7CONCLUSIONES PG. 7CUESTIONES PG. 8BIBLIOGRAFA PG. 10

RESUMENAntes de comenzar tenemos que conocer el valor del equivalente en agua del calormetro obtenido en la prctica numero 1 cuyo valor en nuestro caso es de 42,24.Se limpia bien el calormetro por fuera y por dentro y lo secamos, despus determinamos el peso de este y se anota este valor, ms tarde calentamos agua en un vaso de acero hasta que esta supere en 15C la temperatura ambiente, una vez conseguido esto esta se vierte en el calormetro y se pesa para obtener la masa de agua que en hemos echado, obtenemos unos cubitos del refrigerador y cuando alcance una temperatura de 0C cogemos un cubito lo secamos con papel de filtro y lo echamos en el calormetro, una vez que este se ha fundido medimos la temperatura mediante el termmetro este proceso se realiza tantas veces como sea necesaria con el objetivo de mantener el agua del calormetro a la misma temperatura que la ambiente, cuando esto se haya conseguido pesamos el calormetro y obtenemos el volumen de agua a 0C aadido y por ultimo con todos estos datos obtenemos el valor del calor de fusin del hielo L mediante la ecuacinL=(Mc + K)(To T) mc T/ mEl experimento se repite 3 veces con el objetivo de contrastar los resultados.

OBJETIVOS

Comprobar que los cambios de estados se producen a temperatura ambiente.Determinar el calor de fusin del hielo.

METODOLOGA

El mtodo utilizado en esta prctica es el de mezclas, Consiste en mezclar dos sustancias a diferentes temperaturas, de manera que una de ellas ceda calor a la otra y la temperatura del equilibrio final es tal que una de ellas al alcanzarla, realiza un cambio de estado.Se ha de tener en cuenta la cantidad de calor absorbida por el calormetro, por medio de su equivalente en agua K. Este experimento se realiza con agua a una temperatura superior en 15C a 20C (temperatura ambiente en el momento de realizacin del experimento) y una cercana a los 0C por tanto en estado lquido, y con hielo fundente a 0C. Si M es la masa inicial de agua una vez ya calentada y m es la masa del hielo fundente, K el equivalente en agua del calormetro en nuestro experimento seria 42,24 ; To la temperatura del agua caliente y calormetro, antes de la mezcla, T la temperatura final una vez alcanzado el equilibrio entre el agua en las dos temperaturas 31,8C y 0C , c el calor especfico del agua lquida, que tomaremos como 4,186 J/gC, y L el calor latente de fusin del agua, valor que queremos determinar

L=(Mc + K)(To T) mc T/ m

INSTRUMENTACIN

Calormetro y termmetro.

El calormetro.Nos permite realizar este experimento debido a que mantiene constante el agua y la temperatura de esta no ser variada por la temperatura ambiental u otros factores.

El termmetro. Nos permitir conocer la temperatura ambiente del momento as como la temperatura del agua calentada y la del hielo tambin nos permitir medir la variacin de temperatura una vez el sistema alcance el equilibrio

Recipiente de aluminio y calefactor.Estos nos permitirn elevar la temperatura del agua inicial unos 15 C por encima de la temperatura ambiente.

Vaso de plsticoUtilizado una vez sacados los cubitos que estarn a una temperatura inferior a 0C obtener dicha temperatura sin que no haya gran cantidad de pierda de calor.

Balanza.Utilizada para obtener cada uno de los pesos necesarios en este experimento tanto el peso del calormetro como el peso del calormetro y el agua inicial y el final.

DATOS Y RESULTADOS

En la media de los tres experimentos realizados se obtiene:T (ambiente) = 20CMasa del calormetro => Mo = 922 grMasa del agua calentada => M =1691.5 922 = 769.5 grTemperatura agua caliente en el calormetro => To= 31.8CTemperatura final de equilibrio entre el agua y el hielo => T= 21.4CMasa del hielo => m=1802.1-1691.5 = 110.6 grK=42.24c = 1 cal/gCResultado L= (Mc + K)(To T) mc T/ mL= ((769,5 1 + 42,24) (31,8 21,4) (110.6 1 21,4)) /110,6 = 54,92kcal/kgDISCUSINEsta prctica es sencilla de realizar, pero tenemos que intentar evitar que a la hora de pesar el calormetro con el agua el corcho del calormetro no este mojado pues este echo har que el resultado de este experimento sea errneo adems este experimento tambin estar sujeto a la correcta realizacin de la prctica numero 1 ya que el equivalente en agua del calormetro tambin interviene en la frmula para obtener el calor de fusin del hielo, por lo que si este dato es falso el resultado tambin lo ser.

CONCLUSIONES

Hay que tener en cuenta el posible error que se haya podido tener en la realizacin de este experimento ya que este se ha repetido 3 veces y en cada uno de ellos el valor obtenido ha sido diferente podra deberse a errores de medida o errores relacionados con el estado de los instrumentos utilizados en el experimento o cambios ambientales

CUESTIONES 1. En qu sentido influira en el resultado de la experiencia el hecho de que los trozos de hielo estuvieran a una temperatura inferior a 0 C? Escriba las frmulas que sustituiran a las ecuaciones (1) y (2) en este caso.

Al estar a una temperatura inferior a los 0C la cantidad de hielo necesario sera menor por lo que el resultado variara las ecuaciones no cambiaran.

2. En qu sentido se falseara el resultado de la experiencia si el hielo utilizado no estuviera bien seco?

El resultado sera errneo ya que la temperatura del hielo es de 0C pero la temperatura del agua que est en la superficie del hielo es superior a 0C

3. Comprese el resultado obtenido para el calor de fusin del hielo con su valor real. Estudie las posibles causas de la diferencia existente, si hubiera alguna. El valor real del calor de fusin del hielo es de 79,7 kcal/kg, nuestro resultado es de 54,9 kcal/kg por lo que tenemos un error que posiblemente se haya producido por error en el clculo del equivalente en agua del calormetro, realizado en la prctica nmero 1, tambin puede deberse a las condiciones de los instrumentos como por ejemplo el corcho del calormetro mojado o a cualquier error de medida.

4. Explique cmo utilizara el mtodo de las mezclas para determinar el calor latente de vaporizacin del agua, escribiendo las ecuaciones correspondientes.El calor latente de vaporizacin del agua se mide a travs del mtodo de mezcla inyectando vapor de agua a una cantidad determinada de agua fra. La condensacin del vapor de agua permite liberacin de calor o energa trmica en dos etapas: a. Se libera calor, convirtiendo el vapor en agua (cambio de fase) a una misma temperatura de 100C (agua hirviendo)

El agua hirviendo intercambia calor con el agua fra circundante (transferencia de calor) hasta alcanzar una temperatura final de equilibrio (T final) deteniendo el intercambio de energa en el sistema. De acuerdo a la conservacin de la energa este proceso se refiere a que, el calor total liberado por el vapor es igual al calor total absorbido por el agua fra. Ecuaciones correspondientes al proceso: Q (vapor)= Q(alf) Donde:Q (vapor) = Q(cambio de fase) + Q(transferencia de calor) Siendo: Q (cambio de fase) = m (vapor) L vYQ (transferencia de calor) = m (vapor) Ce(agua) (T(vapor) T(final)) Por lo queQ(al f) = m (al f) Ce(agua) (T(final) T(inicial))BIBLIOGRAFA- Guin de la prctica 2 - Resultados de la practica 1 - Apuntes de clase dados por el profesor

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