CALOR LATENTE DE FUSION DE HIELO

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 [pic 3]

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OBJETIVO

• Determinar la constante K de la bomba a utilizar para previamente determinar el calor de combustión de un chocolate.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

1ª DETERMINACIÓN DE LA K CONSTANTE DE LA BOMBA  

2ª DETERMINACIÓN DEL CALOR DE COMBUSTION[pic 5]

[pic 6]

MEMORIA DE CALCULO

Primera Parte (Determinación de la capacidad térmica del calorímetro)

𝑚𝐻2𝑂𝑐𝐻2𝑂(𝑇𝑐𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑞)

𝐾 = [pic 7] − 𝑚𝐻2𝑂𝑐𝐻2𝑂 

(𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑓𝑟𝑖𝑎)

        [pic 8] 𝑐𝑎𝑙/𝑔[pic 9]        𝑐𝑎𝑙

𝐾 = [pic 10] − 100 𝑔 (1 [pic 11] ℃) = 31.63 𝑐𝑎𝑙/℃ 

        [pic 12]        𝑔

Segunda Parte (Determinación del calor latente)

𝑚𝐻2𝑂𝑐𝐻2𝑂(𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑞) + 𝐾(𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑞)

𝜆𝐹𝑢𝑠 = [pic 13] − 𝑐𝐻2𝑂(𝑇𝑒𝑞 − 0) 

𝑚ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜

𝑐𝑎𝑙

175 𝑔 (1 𝑔 ℃) (32.9 ℃ − 21.1℃) + 31.63 𝑐𝑎𝑙/℃(32.9 ℃ − 21.1℃)

𝜆𝐹𝑢𝑠 = [pic 14]

25.575 𝑔

− 1 𝑐𝑎𝑙/𝑔℃(21.1℃ − 0℃) 

𝜆𝐹𝑢𝑠 = 74.24 𝑐𝑎𝑙/𝑔 

Error experimental.  

𝐸𝐸 = |[pic 15]| 𝑥 100 = 7.2% 

CUESTIONARIO FINAL

Reflexionar y responder

1. Es posible mantener alimentos relativamente fríos sin utilizar un refrigerador, envolviéndolos con una toalla empapada en agua fría. ¿Por qué funciona este procedimiento?

Si es posible. El procedimiento funciona porque antes de que el agua fría de la toalla se caliente por medio de los cuerpos a enfriar tiene que haber un equilibrio térmico el cual reduce la temperatura de los objetos calientes. Debido a que la capacidad térmica del agua es muy elevada, al absorber el calor, su temperatura no variara mucho porque el calor en ese punto es latente.

1. El hielo seco (anhídrido carbónico), el alcanfor y el yodo pasan directamente del estado sólido al gaseoso (se subliman). ¿Estos cuerpos, absorben o ceden calor en dicho proceso?

Absorben calor ya que el estado gaseoso supone una mayor energía que el sólido y tendrían que absorber calor para que lleguen al estado gaseoso.

1. Un trozo de hielo a cero grados Celsius funde en un vaso de vidrio. ¿Cuál es la temperatura de la mezcla de hielo-agua cuando el hielo está (a) a medio fundir, (b) fundido en un 90%?

En los dos casos se encuentran los dos a 0° C ya que se encuentra en el proceso de calor latente de fusión y en este la temperatura se mantiene constante. Es decir, se esta produciendo un cambio de fase, no hay cambio de temperatura.

1. Una persona que usa lentes observa que se empañan cuando en un día frío pasa de una habitación caliente al exterior. ¿Por qué?

Porque al encontrarse en la habitación se encuentran en un equilibrio térmico y al salir al frio, los lentes ceden calor creando ese vapor que provoca el empañamiento de la lente.  

Problemario

1. Se coloca la misma cantidad de agua a 60 °C en dos recipientes adiabáticos. Se añade un poco de hielo a uno de ellos e igual masa de agua a 0 °C al otro. ¿Cuál de las dos mezclas alcanzará menor temperatura? ¿Por qué?

La mezcla que contiene hielo, ya que este absorbe calor latente, requiere energía para un cambio de fase y un aumento de temperatura al llegar al equilibrio, que comparando con el agua, está ya aumenta su temperatura directamente porque se encuentra en una fase líquida.

1. Se suministran 2880 Btu a 30 lb de hielo a 32 °F. ¿Cuánto hielo queda sin fundir?

[pic 16] 𝐽

2880 𝐵𝑇𝑈 ([pic 17]) = 3038561 𝐽 = 3038.561 𝐾𝐽 

[pic 18] 𝐵𝑇𝑈

        [pic 19] 𝑔        [pic 20] 𝑘𝑔

30 𝑙𝑏 ([pic 21]) () = 13.607 𝐾𝑔 

        [pic 22] 𝑙𝑏        [pic 23] 𝑔

𝜆 = 334.4 𝐾𝐽/𝑘𝑔 

𝑞𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜

𝑞 = 𝜆𝑚 ; 𝑚 = [pic 24] 

𝜆

−3038.561 𝐾𝐽

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