I. INTRODUCCIN.

Existen muchos medios para lograr bajar la temperatura, en este caso del agua en su estado slido. En esta oportunidad nos ocuparemos de mezclas qumicas como lo es el hielo con sales inorgnicas, las cuales van a lograr que el hielo baje su temperatura. Va a depender mucho del tipo de sal que se use para bajar ms la temperatura del hielo, ya que no todas actan por igual.El cloruro de sodio o sal comn como lo conocemos normalmente, es la sal que logra bajar ms la temperatura del hielo al ser mezclada con este, ya que se logra crear una fusin eutctica que puede llegar hasta los -21C.En comparacin con las otras sales como el cloruro clcico y el cloruro potsico, las cuales tambin logran bajar la temperatura pero solo hasta ciertas temperaturas.

1.1. OBJETIVOS.

Conocer el funcionamiento de una refrigeradora domestica, como se genera el ciclo de produccin frigorifica.

Verificar el descenso de la temperatura en funcin al tiempo de las mezclas frigorficas.

II. REVISIN DE LITERATURA.

2.1. 2.1. El fro. El enfriamiento es un proceso de eliminacin de calor de un cuerpo o un espacio, el cual puede ocurrir por medio de un abatimiento de la temperatura sin que el cuerpo sufra un cambio de estado fsico a temperatura constante. De manera natural los cuerpos pueden enfriarse hasta la temperatura de los ambientes naturales, sin embargo, se requieren de medios o tcnicas especiales para lograr mantener el cuerpo a una temperatura inferior al ambiente. Con base a lo anterior existen mtodos de enfriamiento basados en procesos tanto naturales como artificiales. Los procesos de enfriamiento natural consisten en la prdida de calor espontnea, como ocurre en los procesos de enfriamiento debido a la prdida de calor por radiacin (enfriamiento radiativo) y por conveccin-evaporacin (enfriamiento evaporativo). Los procesos de enfriamiento artificial estn basados en la utilizacin de procesos de muy variada naturaleza, utilizando por lo general fluidos cuyas propiedades termodinmicas los sitan como grandes absorbedores de calor, los cuales se conocen como refrigerantes, quienes tienen como funcin extraer el calor de un cuerpo de manera constante, (Pilatowsky y Best, 2002).

Existen diferentes niveles de enfriamiento por debajo de los valores de la temperatura ambiente: a). El enfriamiento propiamente dicho que va de los 24 a los 14 0C, en donde se sita el bienestar humano y las temperaturas alcanzadas por diferentes procesos naturales como el enfriamiento evaporativo y el radiactivo, el acondicionamiento del aire y la conservacin de algunos productos perecederos.

b) La refrigeracin en donde comienzan a suceder los cambios de estado, principalmente del agua y en donde el abatimiento de la temperatura va desde la temperatura de 14 0C hasta cerca los 0 0C, en la mayora de los casos no ocurre un cambio de fase.

c) La subrefrigeracin, la cual opera en un dominio de temperaturas que va desde 00 C hasta cerca de -15 0C. En este dominio se lleva a cabo la formacin de hielo.

d) La congelacin, en un dominio de temperaturas entre -15 y -35 0C, siendo una tcnica utilizada para la conservacin prolongada de los productos perecederos.

e) La subgelacin, en un dominio de temperaturas los -30 a -200 0C.

f) la criogenia o generacin de muy bajas temperaturas, a valores cercanos al cero absoluto (-273.16 0C), dominio utilizado para el estudio de propiedades de superconductividad y superfluidez, criociruga, conservacin de esperma y conservacin en general, (Pilatowsky y Best, 2002).

2.2. Produccin de fro. La produccin de fro es bsicamente un fenmeno endotrmico (absorcin de calor), en donde la fuente de calor es el producto o el espacio a enfriar, lo que provoca el abatimiento de su temperatura. Existe una gran diversidad de mtodos de produccin de fro, los cuales en su mayora estn basados en la extraccin de calor de un cuerpo o un espacio por intermedio de la absorcin del mismo por un fluido (refrigerante), el cual lo utiliza a su vez y de manera espontnea, para cambiar de estado de agregacin, como la evaporacin, fusin, sublimacin, etc. cuyas transiciones se desarrollan a bajas temperaturas, (Pilatowsky y Best).

2.3. Disolucin de ciertos solutos en un solvente. Por lo general consiste en la disolucin de ciertas sales en el agua, por ejemplo el nitrato de amonio que bajo ciertas concentraciones disuelto en agua produce una salmuera en donde la temperatura puede descender hasta cerca de -15 C, como resultado de la disolucin. Por lo general este mtodo no es de empleo comn, (Pilatowsky y Best).2.4. Fusin eutctica.En las condiciones terrestres y durante el invierno es frecuente agregar sal al hielo para que se funda. De hecho, lo que se funde no es el hielo, sino un compuesto de hielo y sal llamado "eutctico". Cuando la sal NaCl (Na+, Cl) entra en contacto con el hielo, los iones se arreglan alrededor de las molculas de agua, que son polares (H2+, O) y viene a formar un compuesto (H2O).(NaCl). Para este rearreglo hacen falta solamente unos pequeos movimientos de tomos, y se hace por lo tanto en fase slida. Cuando se respetan las proporciones exactas (alrededor del 23% de sal en masa), se tiene un producto que se comporta como producto puro (particularmente, hay una temperatura de fusin constante) y que se califica de "eutctica". La temperatura de fusin de esta eutctica es de alrededor de 21C. Si la proporcin de sal es inferior a esta relacin, se da una mezcla agua-eutctica, que se funde a una temperatura superior (entre 21C y 0C). Si la proporcin de sal es superior, se tiene una mezcla sal-eutctica que tambin se funde a una temperatura superior. Se puede trazar un diagrama, llamado diagrama de fase, que representa la temperatura de fusin en funcin de las proporciones agua-sal.

Figura 01. Diagrama de fase agua-sal a presin atmosfrica; la eutctica se forma en una proporcin de agua de 0,2331 en masa (23,31% de sal y 76,69% de agua en masa)El rearreglo agua + sal eutctica no puede darse sino en los puntos de contacto entre los cristales de hielo y de sal, o sea en la superficie del hielo. Se forma as una capa superficial de eutctica que se funde (si la temperatura es superior a 21C). Como la sal est en sobresaturacin, se disuelve en la eutctica fundida y puede reaccionar con el hielo que se encuentra sobre la pelcula lquida. El fenmeno se propaga entonces hasta que falta agua o sal para formar una nueva eutctica.As, en teora, sera posible impedir la formacin de hielo hasta los 21C. En la prctica, es imposible dosificar la cantidad de sal que debe usarse, (M. Schulson, 2009).Una mezcla de hielo y una sal inorgnica tal como el cloruro de sodio o cloruro de calcio puede proveer temperaturas cercanas a -40 C. La temperatura depende de la cantidad y el tipo de sal usada, basado en el efecto de depresin del punto de fusin (W. Lee, 2000).

III. MATERIALES Y MTODOS.3.1. Materiales: Caja mediana de tecnopor. Vaso precipitado 500 ml de capacidad Vaguetas de vidrio. Termmetro (-20 a 20). Cronometro Hielo Sal Comn 22.4 % en peso Hidrxido potsico 31.5 % en peso Sulfato de magnesio 19 % en peso Cloruro calcio 29.9 % en peso.

3.2. Metodologa: Se mezclar cantidades ya establecidas de hielo y sal en un vaso de precipitacin de 500 1000 ml. Se colocar el termmetro y se registrar el descenso de la temperatura a intervalos de 30 segundos. Se harn 3 repeticiones de cada sal.

IV. RESULTADOS.CUADRO 01. MEZCLA DE HIELO CON CLORURO SDICOTiempo (min)T1 (C)T2 (C)T3 (C)

0.5262

1.010-2

1.50-5-3

2.0-1-5-3.5

2.5-2-3-4

3.0-3-3-4.5

3.5-3-3-4.5

4.0-3-3-4.5

4.5-3-3-5

5.0-3-3-5.5

CUADRO 02. MEZCLA DE HIELO CON CLORURO CLCICOTiempo (min)T1 (C)T2 (C)T3 (C)

0.516192

1.09130

1.575-2

2.06.55-3

2.55.55-4

3.04.55-4

3.545-4

4.03.55-4

4.53.55-5

5.03.55-5

CUADRO 03. MEZCLA DE HIELO CON CLORURO POTSICOTiempo (min)T1 (C)T2 (C)T3 (C)

0.5542

1.0001

1.5-1-1-2

2.0-1-2-3

2.5-1-2-3.5

3.0-1-2-4

3.5-1-2-4

4.0-1-2-4

4.5-1-2-4

5.0-1-2-4

T1GRFICO 01. T1 vs TIEMPO

Tiempo (min)

T1GRFICO 02. T2 vs TIEMPO

Tiempo (min)

T1GRFICO 03. T3 vs TIEMPO

Tiempo (min)

V. DISCUSIONES.

Segn Schulson, 2009, el hielo al ser mezclado con el cloruro sdico debera descender hasta aproximadamente los -21C, lo cual no ocurri en el experimento, bajando la temperatura solo hasta aproximadamente los -5C. Por otro lado W. Lee, 2000, nos aclara que el descenso de la temperatura va a depender del tipo de sal y sobre todo, lo ms importante de la cantidad de sal utilizada, motivo por el cual se comprende los resultados ya que se trabaj con pequeas cantidades.

VI. CONCLUSIONES.

Se estudi los mtodos de produccin de fro basados en principios qumicos (mezclas frigorficas).

Se verific el descenso de la temperatura en funcin al tiempo de las mezclas frigorficas.

VII. RECOMENDACIONES.

Se debera trabajar con cantidades ms altas de sal para lograr obtener datos ms verdicos.

Al trabajar con pocos termmetros, habiendo varios grupos de trabajo, es ms tedioso y por lo tanto se est ms propenso a cometer errores.

Las repeticiones del experimento son importantes porque garantizarn la obtencin de buenos resultados.

VIII. BIBLIOGRAFA.

1. http://www.riraas.net/documentacion/CD_03/PONENCIA01.pdf2. Isaac Pilatowsky y Roberto Best, 2002. Centro de Investigacin3. Energa, Universidad Autnoma Mxico, AP 34, Temixco Morelos 62580 rbb@mazatl.cie.uam.mx 4. http://es.wikipedia.org/wiki/Hielo5. Erland M. Schulson, Creep and Fracture of Ice, Cambridge University Press, 2009.6. http://es.wikipedia.org/wiki/Ba%C3%B1o_refrigerante7. Do W. Lee, Craig M. Jensen "Dry-Ice Bath Based on Ethylene Glycol Mixtures" Journal of Chemical Education 2000, volume 77, page 629