Colocar 50 ml de agua tibia

Agitar por unos segundos

Verterlo al calorímetroHielo de 15 gramos y 0 ºC

Verter trozos de hielo al calorímetroMedir la temperatura (T1)

Medir temperatura Tf

EXPERIMENTO 3

DIAGRAMA DEL PROCESO

DATOS EXPERIMENTALES

AGUA TIBIA HIELO

TEMPERATURA (oC) 41.5 oC 0 oC

VOLUMEN (ml) 50ml 17.5ml

MASA(g) 50g 17.04g Cuadro 3

Temperatura final= 22 o C

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Calculamos la masa y el volumen del hielo por diferencia :VAGUAL FINAL = 67.5mlVAGUA TIBIA = 50ml

VAGUAL FINAL - VAGUA TIBIA = V HIELO

V HIELO = 67.5ml - 50ml = 17.5ml

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De la Ec. 1

QFUSIÓN DEL HIELO = MHIELO. LFUSIÓN

QPARA CAMBIAR SU TEMPERATURA = MHIELO. Ce. ( TFINAL – TINICIAL )

= 17.04g. 1 cal/ g 0C. (220C - 00C ) =374.28cal

QGANADO HIELO = QFUSIÓN DEL HIELO + QPARA CAMBIAR SU TEMPERATURA

QPERDIDO AGUA TIBIA = 50g. 1cal/ g 0C ( - 19.50C ) = - 975 cal

QPERDIDO POR CALORÍMETRO = Cc calorímetro. ( - 19.50C ) = 22.14 cal/ 0C. (- 19.500C ) = - 431.73 cal

QGANADO HIELO + QPERDIDO AGUA TIBIA + QPERDIDO POR CALORÍMETRO = 0

QFUSIÓN DEL HIELO + QPARA CAMBIAR SU TEMPERATURA = QPERDIDO AGUA TIBIA + QPERDIDO POR CALORÍMETRO

MHIELO . LFUSIÓN + 374.28cal - 975 cal - 431.73 cal = 0

17.04g . LFUSIÓN = 1032.45 cal

LFUSIÓN = 60.59cal/g

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CALOR PERDIDO CALOR GANADO

AGUA TIBIA

41.5oC

AGUA FINAL

TFINAL : 22

HIELO

0 oC

OBSERVACIONES

Al agregar el hielo al calorímetro este cambia de estado rápidamente; esto lo notamos al agitar el agua con el termómetro.

Se asume que la temperatura del hielo usado es 0 0C; esto queda evidenciado en el cambio de estado del mismo a estado líquido durante su medición.

La masa y el volumen de hielo usado se calcula por diferencia como método para minimizar el error de medición. Además notamos que la masa y el volumen no son numéricamente iguales debido a que la densidad del hielo es menor al agua líquida; es decir es menor que la unidad.

CONCLUSIONES

Se comprueba que mientras hay cambio de estado en una sustancia, esta no varía su temperatura.

Se concluye que la temperatura de fusión del agua es de 0 0C.

Sabemos que la LFUSIÓN del H2O es teóricamente 80cal/g; sin embargo, experimentalmente hemos obtenido 60.59 cal/g lo que comprueba el margen de error en todo procedimiento experimental.

RECOMENDACIONES

Debemos de ser cuidadosos al pesar el hielo y no mojar la balanza pues esto modifica el cálculo. Debemos dejar que los elementos con los que trabajamos (termómetro, probeta, etc.) alcancen el

equilibrio, agitando ocasionalmente para ayudar al proceso.

CUESTIONARIO

¿Cuál es el calor latente de fusión que obtuvo experimentalmente?

Experimentalmente se obtuvo:

¿Cuál es el error absoluto y relativo de la determinación?

Para Lf Lf teórico= 80 cal/g ; Lf experimental = 60.59 cal/g

Error absoluto: Lf experimental - Lf teórico = - 19.41 cal/g

Error relativo: (Lf experimental - Lf teórico) 100% = 24.2625 %

¿Por qué el hielo debe estar en la temperatura de 0˚c de equilibrio antes de ser añadido al calorímetro?

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Lf = 60.59 cal/g

Lf teórico

Ce agua= 1Tf -Ti = Tf -5ºCCe agua= 1

Tf -Ti = Teq.Ce hielo= 0.5Tf -Ti = 5ºC

Lf = Xmh =

Porque si tenemos el hielo a una temperatura menor a 0ºC el calor latente de fusión nos saldría un poco mas dificultoso para hallarlo, pues se necesitaría suministrarle calor para elevar su temperatura a 0ªC entonces ese calor perdido hará que el calor latente salga mayor que el valor teórico ocasionando un error negativo, entonces se necesitaría otra forma de calcular el calor latente.

Si el hielo estuviese inicialmente a -5ºC, escriba las ecuaciones de balance térmico necesarias para encontrar el calor latente de fusión.

-5°c 0°c T°e T2

Masa de hielo mh mh gTemperatura del hielo T1 -5°cTemperatura del agua caliente T2 T2°cTemperatura de equilibrio Te Te°c

Masa del hielo fundido mhf 17.04gCapacidad calorífica del calorímetro Cc 22.14cal/°c

Del principio de conservación de la energía:

:

→Lf=(mh+Cc ) (T 2−Te )−mh.Te−mh .5 .0 ,5

mh

¿Cómo se determina el calor específico del hielo y del agua?

Para el hielo : Colocar en el calorímetro unos 150 g de agua calentada aproximadamente 10 ºC sobre la temperatura ambiente. Pesar el calorímetro con el agua. Tapar y medir la temperatura cada ½ minuto durante 5 minutos antes de añadir el hielo. Batir bien antes de cada medición Preparar unos 40 g de hielo y secarlos muy bien con la toalla de papel. Inmediatamente después de una medición de la temperatura añadir el hielo al calorímetro y continuar midiendo cada ½ minuto hasta 5 minutos después de medir la temperatura más baja, tratando de batir bien la mezcla. Pesar el calorímetro con el agua de nuevo y determinar con precisión la masa del hielo agregado. Realizar los cálculos necesarios.

BIBLIOGRAFÍA

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Q (absorbido) = Q (perdido)

Samuel H. Maron, Jerome B. Lando/ “Fisicoquímica Fundamental”/ Primera Edición / pag. N° 326, 327 / editorial “Limusa” / México – 1987

Raymond Chang / Química / Novena Edición / pag. N° 224, 225, 239/ editorial “Mc Graw Hill” / México – 2007

Kenneth W. Whitten / Química / Octava Edición / pag. N° 34, 38, 551 / editorial “Cengage Learning” / México

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