INFORME:CALOR DE FUSION DEL HIELO

Calor de Fusión del Hielo.

Resumen.

Se toma un calorímetro en el cual se vierte una cantidad de agua determinada, a esta se le midió su temperatura luego se volvo un cubo de hielo en el calorímetro, a continuación se tapa y se agita la mezcla. Luego se toma la temperatura de equilibrio de este procedimiento, se repite cinco veces.

Introducción.

La presente experiencia se realizó con el objetivo de calcular el calor de fusión del agua mediante el método de las mezclas.

Discusión Teórica.

Una sustancia suele experimentar un cambio en su temperatura cuando se transfiere energía térmica entre la sustancia y sus alrededores, sin embargo, hay situaciones en las cuales la transferencia de energía térmica no produce un cambio de temperatura. Este es el caso siempre que las características físicas de la sustancia cambian de una forma a otra, lo que comúnmente se conoce como cambio de fase. Algunos cambios de fase comunes son solido a líquido (fusión), liquido a gas (ebullición) y un cambio en la estructura cristalina de un solido. Todos los cambios de fase implican un cambio en la energía interna.

La energía térmica necesaria para cambiar la fase de una masa dada, m, de una sustancia pura es Q= mL (ec 1); donde L recibe el nombre de calor latente (calor oculto) de la sustancia y depende de la naturaleza del cambio de fase así como de las propiedades de la sustancia. El calor latente de fusión Lf, es el termino utilizado cuando el cambio de fase es de solido a liquido.

Materiales.

• Calorímetro

• Termómetro

• Calentador

• Probeta

Métodos Experimentales.

Se vertió en el calorímetro 100 gr de agua tibia entre 50º C y 60º C, se tomo un cubo de hielo y se volcó en el calorímetro, luego se agito la mezcla y se medio la temperatura de estabilización de esta.

Masa de agua (gr) Temp. inicial del agua (ºC) Masa de hielo (gr) Temp. del hielo (ºC) Temp. De equilibrio (ºC)

100 57 5.5 0 48

100 52 11 0 39

100 58 4.5 0 54

100 56 23 0 32

100 57 18 0 37

Análisis de Resultados.

Para encontrar la relación con la cual podamos calcular el calor latente procedemos de la siguiente forma:

Q1 = mLh, el calor recibido por el hielo para fundirse.

Q2= mLH2O (Te – 0 º C), el calor recibido por el agua proveniente del hielo para pasar de Tf a Te

Q3= el calor recibido por el conjunto agua calorímetro para pasar de T0 a Te = - (M0 + A) CH2O (Te – T0).

Q1 + Q2 = Q3 (2)

mLh + mLH2O (Te) = (M0 + A) CH2O (Te – T0).

L = (3).

De 3 podemos calcular L

L1 =

L1= 148.3636 cal/g

L2=

L2= 102.8181 cal/g

L3=

L3= 52.6666 cal/g

L4=

L4= 93.2173cal/g

L5=

L5= 88.800 cal/g

Lpromedio = 79.4131cal

Preguntas

1. –Q1 = Q2 + Q3 + Q4

–Q1 = calor cedido por el agua tibia

Q2 = calor necesario para pasar de la temperatura inicial del hielo a 0ºC

Q3 = calor necesario para fundir y hielo

Q4 = calor proveniente del agua para pasar de la temperatura de fusión a la temperatura de equilibrio.

-(m + A)ci (0ºC – Ti) = mc (0ºC – Ti) + mlF + mc (Te – Tf)

Donde ci : calor especifico del hielo , Ti : temperatura inicial del hielo

mlF = (m + A)ci (0ºC – Ti) - mc (0ºC – Ti) - mc (Te – Tf)

2. Si el hielo estuviera bien seco no podríamos asegurar que su temperatura neta sea 0ºC, podría estar por debajo de esa temperatura.

3. Podemos afirmar que un trozo de hielo se encuentra a 0ºC cuando este se encuentre goteando, ya que cuando esto ocurre , en cambio de fase (solido – liquido) la temperatura permanece constante.

4. Se llega a una temperatura de equilibrio entre la gran masa de hielo con el ambiente ocasionando que la temperatura de este ultimo disminuya.

5. Porque se esta experimentando un cambio de fase y en estos procesos la temperatura es constante sin importar que se añada calor a la sustancia; en esta etapa solo se presenta cambio en la energía interna.

6. Consiste en mezclar dos sustancias con el fin de determinar s u calor específico a partir de datos ya conocidos. Un ejemplo similar es el de la experiencia de laboratorio de Calor Especifico en el cual, con unos cuantos previamente obtenidos, sumergimos un cuerpo caliente en agua a temperatura ambiente y luego a partir de la formula de calor y las temperaturas tabuladas derivamos una expresión que nos permitió hallar el valor del calor especifico del respectivo cuerpo.

Conclusiones

En virtud de todo lo anterior se demostró que el calor latente de fusión para el llevo es un valor aproximado de 80 cal/gr

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