DATOS EXPERIMENTALES

Determinacin de la capacidad trmica del calormetro:

Masa de agua a temperatura ambiente: 100 gMasa de agua caliente: 100 gTemperatura de agua caliente en la probeta: 75 CQue materiales ganan calor: Frasco Dewar y agua a temperatura ambienteQue materiales ceden calor: Agua caliente

Primera parte

Agua ambiente Datos de la mezcla|Tiempo [s] |Temperatura [C] ||15 |24.0 ||30 |24.0 ||45 |24.0 ||60 |23.9 ||75 |23.9 ||90 |23.9 ||105 |23.9 ||120 |23.9 ||135 |23.9 ||150 |23.9 ||165 |23.9 ||180 |23.9 ||Tiempo (s) |Temperatura [C] ||0 |45.5 ||30 |45.5 ||60 |45.5 ||90 |45.5 ||120 |45.5 ||150 |45.5 ||180 |45.5 ||210 |45.4 ||240 |45.4 ||270 |45.3 ||300 |45.3 |

Segunda parte

|Datos de la Mezcla ||Tiempo [s] |Temp. [C] ||15 |19.3 ||30 |18.3 ||45 |17.4 ||60 |16.1 ||75 |15.3 ||90 |14.1 ||105 |13.9 ||120|12.9 ||135 |12.7 ||150 |12.3 ||165 |12.2 ||180 |11.9 ||195 |11.9 ||210 |11.9 ||225 |11.8 ||240 |11.7 ||255 |11.7 ||270 |11.7 ||285 |11.7 ||300 |11.7 ||315 |11.7 ||330 |11.7 ||345 |11.7 ||360 |11.7 ||375 |11.7 ||390 |11.7 ||405 |11.7 ||Agua Ambiente ||Tiempo [s] |Temp. [C] ||15 |24.5 ||30 |24.5 ||45 |24.5 ||60 |24.5 ||75 |24.5 ||90 |24.4 ||105 |24.4 ||120 |24.4 ||135 |24.4 ||150 |24.4 ||165 |24.4 ||180 |24.4 ||195 |24.4 ||210 |24.4 ||225 |24.4 |

CAMBIO DE ENTALPA DE FUSIN DEL HIELO (CALOR LATENTE DE FUSIN DEL HIELO)Objetivos: Determinar el calor latente de fusin del hielo.Datos experimentales:1. Determinacin de la capacidad trmica del calormetro: Masa de agua a temp. ambiente= _100g________ masa de agua caliente = ___100g______Temp. agua caliente en la probeta=___75C_____ Que materiales ganan: Frasco Dewar y agua a temperatura ambiente Que materiales ceden: Agua caliente

| AGUA AMBIENTE ||Tiempo (s) |Temp. C || 0 |24 ||30 |24 ||1 |24 ||1.3 |23.9 ||2 |23.9 ||2.3 |23.9 ||3 |23.9 ||3.3 |23.9 ||4 |23.9 ||4.3 |23.9 ||5 |23.9 |

m H2O f =100mLm H2P c= 100mLt H2O c = 75Ct H20 f = 23.9 Ct eq =45.3 C

| DATOS DE LA MEZCLA ||Tiempo |Temp. |Tiempo |Temp. |Tiempo |Temp. ||0 |24.7 |5.15 |45 |7.45 |45.4 ||.3 |25.3 |5.3 |45.5 |8 |45.4 ||1 |25.4 |5.45 |45.5 |8.15 |45.4 ||1.3 |25.4 |6 |45.5 |8.3 |45.4 ||2 |25.5 |6.15|45.5 |8.45 |45.4 ||2.3 |25.5 |6.3 |45.5 |9 |45.3 ||3 |25.5 |6.45 |45.5 |9.15 |45.3 ||3.3 |25.5 |7 |45.5 |9.3 |45.3 ||4 |25.5 |7.15 |45.5 |9.45 |45.3 ||4.5 |25.5 |7.3 |45.5 |10 |45.3 |

Para calcular la constante K del calormetro:K=[pic][pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]K= (100 g)( 1 cal / g C)(75.0 45.3) C (100 g)( 1 cal / g C)(45.3- 23.9) CK= 38.78 cal/ C2. Determinacin del calor latente de fusin del hieloMasa de agua a aprox 6C ms a la temp. ambiente = 175gMasa de hielo = 30gT eq = 11.2 CT H2O= 24 C

|CALOR LATENTE FUSION DEL HIELO (MEZCLA) ||Tiempo |Temp. |Tiempo |Temp. ||5 |19.3 |7.45 |11.9 ||5.15 |18.3 |8 |11.9 ||5.3 |17.4 |8.15 |11.9 ||5.45 |16.1 |8.3 |11.8 ||6 |15.3 |8.45 |11.7 ||6.15 |14.1 |9 |11.7 ||6.3 |13.9 |9.15 |11.7 ||6.45 |12.9 |9.3 |11.7 ||7 |12.7 |9.45 |11.7 ||7.15 |12.3|10 |11.7 ||7.3 |12.2 |10.05 |11.7 || AGUA AMBIENTE ||Tiempo (s) |Temp. C ||30 |24.5 ||1 |24.5 ||1.3 |24.5 ||2 |24.5 ||2.3 |24.4 ||3 |24.4 ||3.3 |24.4 ||4 |24.4 ||4.3 |24.4 ||5 |24.4 |

Para encontrar el calor latente del hielo:[pic]Q H2O + Q k + Q hielo + Q agua helada = 0Q hielo= - (Q H2O + Q k + agua helada)Q H2O = m H2O Cesp TQk = k TQ agua helada = m agua helada Cesp TQ hielo= fusin m hieloQ H2O = (175 g)( 1 cal/ g C)(11.7 24.4) C = - 2222.5 calQ k = (38.78 cal/ C)(11.7- 24.4) C = - 492.506 calQ agua helada = (30 g)( 1 cal / g C) (11.7) C = 351 calQ hielo= - (-2222.5 492.506 + 351) = 2364.006 calEntonces: fusin= Q hielo / m hielo = 78.8 cal/ g% Error = [80 78.8] x 100 = 1.5 %80

Manejo de datos. Con los datos obtenidos, trazar una grfica de temperatura vs. tiempo. ( utilizar papel milimtrico) Establecer un balance energtico de acuerdo con la primera ley de la termodinmica, para determinar la constante del calormetro.K=[pic][pic]

[pic]

[pic]

2. Determinacin de la variacin de entalpa de fusin del hielo. Con los datos obtenidos, trazar una grfica de temperatura vs.tiempo (en papel milimtrico) . Establecer un balance energtico para determinar la energa de fusin del hieloQ hielo= fusin mhielo[pic]Q H2O + Q k + Q hielo + Q agua helada = 0Q hielo= - (Q H2O + Q k + agua helada)Q H2O = m H2O Cesp TQk = k TQ agua helada = m agua helada Cesp TQ hielo= fusin m hielo El valor del calor latente de fusin del agua reportado en la literatura es de 80 cal/g. Calcular el % de error del valor obtenido experimentalmente con respecto al reportado.% Error = [80 78.8] x 100 = 1.5 %80 Qu fuentes de error han intervenido en esta determinacin?La diferencia de temperatura es muy subjetiva, ya que se obtiene de una recta que se ajuste ms, pero este ajuste est sujeto al observador. Otro factor que determin el error es la falla en la medicin de las temperaturas. Por qu es necesario secar el hielo con una toalla antes de aadirlo al agua?Para mantener en estado slido el hielo y que no afecte el liquido del hielo que se derrite.Porque el calor del agua lquido no se toma en cuenta, ya que el calor latente solo es del hielo al agua, y ese el calor absorbido por el lquido es calor latente. Por qu es necesario que la temperatura inicial del agua sea superior a la temperatura ambiente al iniciar el experimento?Para que se pueda medir el calor que se le transfiere al hielo, ya que si no es as, el ambiente le transfiere calor a ste y no se puede determinar. Cmo se podra mejorar la determinacin?Mejorando el clculo de la constante del Dewar, as como la diferencia de temperatura.

ANLISIS

Como podemos observar en las dos primeras tablas, la temperatura casi es constante, casi no sufre variacin respecto al tiempo.Este paso es fundamental para encontrar la constante del calormetro; podramos haber pensado que el calor del agua fra ms el calor del agua caliente debera ser cero, sin embargo, el calormetro (frasco Dewar) tambin interviene en el proceso, lo que explica Q k.

En la determinacinexperimental del calo latente del hielo, consideramos la constante del calormetro, la cual fue calculada en la primera parte; sabemos que la suma de todos los calores siempre es cero (conservacin de la energa), por ello, el calor que absorbe el frasco Dewar y el agua ms el calor cedido por el hielo y agua helada (el mismo hielo despus de ser fundido) debe ser cero. A partir de esto, despejamos y hemos encontrado el calor que el hielo cede.Sabemos que el calor latente de fusin es la relacin del calor cedido por el hielo entre su masa; de esta forma encontramos experimentalmente el calor latente de fusin del hielo. Cabe sealar que si observamos los datos de la temperatura respecto al tiempo podemos notar que las diferencias de temperatura son ms notables que en la primera parte, esto nos hace reflexionar que el hielo para ser fundido requiere gran cantidad de calor, este calor es cedido al calormetro y al agua.

CONCLUSIN

El calor latente como sabemos es aqul tipo de calor que est presente en el sistema pero no podemos notarlo debido a que no existe una variacin de temperatura, es decir, es fundamental es un cambio de estado pero no es tan perceptible como lo es el calor sensible.Mencionbamos lneas arriba que si veamos las grficas observaramos marcadas variaciones en la temperatura de la mezcla, pero esto no se debe al calor latente sino al calor que es absorbido por el agua helada (hielo fundido) despus de haber cruzado la frontera de la temperatura de fusin para llegar de esta manera a una temperatura de equilibrio.Por ltimo, si comparamos el resultado experimental con el de el dato reportado en la literatura nos damos cuenta que es aceptable debido a que slo tuvimos un margen de error del 1.5 %.

% Error = [80 78.8] x 100 = 1.5 %

BibliografiaTippens P. Fsica, conceptos y aplicaciones. Mxico: McGraw-Hill, 2007.Atkins. Fisicoqumica. Tercera edicin. Estados Unidos: Addison Wesley, 1986.