Prácitac 5 Principios De Termodinámica

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

División de Ciencias Básicas

Laboratorio de Principios de termodinámica electromagnetismo (4314)

Profesor: Antonio González Treviño M. I.

Semestre 2014-2

Práctica No. 5

La primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados

Grupo 01

Brigada: 2

Integrantes:

Ciudad Universitaria a 07 de marzo de 2014.

Objetivos

⦁ Identificar y clasificar un sistema termodinámico.

⦁ Determinar en forma experimental la capacidad térmica específica de un material mediante la aplicación de las leyes cero y primera de la termodinámica para sistemas cerrados.

⦁ Distinguir la diferencia entre calor latente de fusión del agua y compararlo con el valor teórico.

⦁ Obtener experimentalmente la temperatura de ebullición de una sustancia y comprobar que, a presión constante, la temperatura de la sustancia permanece constante durante el cambio de fase.

Material y Equipo

⦁ 1 Calorímetro de poliestireno expandido con tapa.

⦁ 1 Balanza de 0 a 610 [g].

⦁ 1 Vaso de precipitados de 600 [mL].

⦁ 1 Vaso de precipitados de 50 [mL].

⦁ 1 parrilla eléctrica.

⦁ 1 Muestra de material sólido (monedas).

⦁ 1 Jeringa de 10 [mL].

⦁ Agua en estado líquido.

⦁ 50 [g] de agua líquida.

⦁ 1 Termómetro de inmersión de -20 a 150 °C.

⦁ 1 cubo de hielo de aproximadamente 50 [g] (proporcionado por los alumnos).

⦁ 1 par de toallas de papel absorbentes (proporcionado por los alumnos).

Desarrollo

Actividad 1.

Mida una masa del material disponible y determine su temperatura inicial. Para esto se puede sumergir las monedas en un vaso de precipitados con agua y un minuto después medir la temperatura, ésta será la temperatura inicial del metal. Elimine el agua, seque perfectamente la muestra de metal y deposítela en el calorímetro con mucho cuidado.

Masa del recipiente contenedor de monedas y monedas: 480[g]=0.48[Kg].

Masa del recipiente contenedor de monedas: 21 [g]=0.021[Kg].

Masa de las monedas 459 [g]=0.459[Kg].

Temperatura inicial del metal 18 [°C].

Actividad 2

Mida una masa de 80 [g] de agua en su fase líquida y con la ayuda de la parrilla eleve su temperatura hasta alcanzar 40 [°C], ésta será la temperatura inicial del agua. Retire inmediatamente de la parrilla, vierta esta agua al calorímetro y tápelo. Mida su temperatura de equilibrio (Teq) de la mezcla aproximadamente un minuto después de haberlo hecho y registre ese dato.

Teq [°C]: 32 [°C]

Actividad 3

Con base en la actividad anterior y en la primera ley de la termodinámica, determine la capacidad térmica específica del material empleado. Considere que c(agua en fase líquida)=4186[J/(Kg°C)].

Q(H2O)+Qm=0

M(H2O)*C(H20)*T+Mm*Cm*T=0

M(H2O)*C(H20)*(Tf-To)+Mm*Cm*(Tf-To)=0

(0.08[Kg])*( 4186[J/(Kg°C)])*((32-40)[°C])+ (0.459[Kg])*Cm*((32-18)[°C])=0

Despejando Cm.

Cm= (-(0.08[Kg])*( 4186[J/(Kg°C)])*((32-40)[°C]))/((0.459[Kg])*((32-18)[°C]))

Capacidad térmica específica del material 416.906 [J/(Kg°C)]

La capacidad térmica teórica del níquel es de 444 [J/(Kg°C)].

Porcentaje de error:=abs ((444-416.906)*(100))/444 = 3.8077 %

La aproximación de la capacidad térmica específica es aceptable ya que presenta un porcentaje de error menor al 25%.

Actividad 4

Mida la masa del hielo y registre su valor.

Masa del vaso de precipitados de 500 [mL]: 223.2 [g] = 0.2232 [Kg].

Masa del vaso de precipitados de 500 [mL] y hielo: 275.6 [g] = 0.2756 [Kg].

Masa del hielo: 52.4[g] = 0.0524 [Kg].

Actividad 5

Tome el hielo y mézclelo con una masa de agua líquida

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