Diagrama de flujo

Primera parte

Determinacin de la capacidad trmica o constante del calormetro.

a. Se determina la constante del calormetro por medio del mtodo de las mezclas, tal como se realiz en la prctica de Equivalente calor trabajo.

tiempo

en minutostemperatura

en C

0.522

122

1.522

222

2.522

322

3.522

422

4.522

522

5.1546.2

5.347.2

5.4547.5

647.7

6.1547.6

6.347.5

6.4547.5

747.4

7.1547.4

7.347.3

847.2

8.547.2

947.2

9.547.2

Datos

Determinacin de la capacidad trmica del calormetro:

Masa de agua a temp. ambiente=22.3 C

masa de agua caliente = 100g

Temp. agua caliente en la probeta=83.9 C

Que materiales ganan: agua fra, termmetro, vaso

Que materiales ceden: agua caliente.Algoritmo

K=Clculos

K=

Segunda parte

Determinacin de la variacin de entalpa de fusin del hielo o calor latente de fusin del hielo.

a. Colocar en un frasco Dewar 175 mL de agua no destilada y verificar que su temperatura sea

aproximadamente 6 C superior a la temperatura ambiente. Tapar e iniciar el registro de

temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos (equilibrio trmico).

b. Tarar en la balanza un vidrio de reloj. Pesar aproximadamente 25 g de hielo que ha sido

secado previamente con una servilleta de papel y colocarlo rpidamente en el frasco Dewar

al minuto 5.

c. Agitar constantemente y registrar la temperatura cada 15 segundos hasta llegar a una

temperatura mnima. Proseguir con las lecturas cada 30 segundos durante 5 minutos ms.

Datos experimentales

tiempo en segundostemperatura C

029.8

1529.8

3029.8

4529.8

6029.8

7529.8

9029.8

10529.8

12029.8

13529.8

15029.8

16529.8

18029.8

19529.8

21029.8

22529.8

24029.8

25529.8

27029.8

28529.8

30029.8

Datos de la mezclatemp. C

31525.5

33021.8

34519.4

36017.8

37516.2

39015.8

40517.5

42017.6

43517.7

45017.7

46517.7

51017.7

52517.7

54017.7

55517.7

57017.7

58517.7

60017.7

61517.7

64517.7

66017.7

67517.7

69017.7

72017.8

75017.8

78017.8

81017.9

93018

96018

99018

Masa de agua a aprox 6C ms a la temp. ambiente = 179g

masa de hielo= 25.5gAlgoritmo.

Q = mL

Clculos

Q =

Se eleva la temperatura del agua de 0 C (273 K) a 100 C (373 K)

Q3=0.0014180(373-273)=418 J

Anlisis de resultados

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.

Qu fuentes de error han intervenido en esta determinacin?

La calibracin de los termmetros

Las aproximaciones en volumen hechas con las probetas

El calor que se pierde al pasar de un recipiente a otro

La temperatura del ambiente

El agua que se queda en los recipientes al vaciarla

Por qu es necesario secar el hielo con una toalla antes de aadirlo al agua?

Para evitar que se considere la masa de agua alrededor del hielo que ya ha pasado a estado lquido.

Por qu es necesario que la temperatura inicial del agua sea superior a la temperatura ambiente al iniciar el experimento?

Porque las paredes del vaso Dewar absorben rpidamente calor y la temperatura desciende demasiado

Cmo se podra mejorar la determinacin?

Controlando ms las variables como por ejemplo las temperaturas de forma ms precisa y repitiendo el experimento al menos dos veces.

Conclusiones

A pesar de que la determinacin de la constante del calormetro se realizo dos veces se obtuvo un valor muy bajo y debido a esto, probablemente, la aproximacin al valor terico del calor latente de fusion no fue tan buena, comparndola con la literatura, adems a ello se le suman varios factores que contribuyen al error; como por ejemplo; la masa de agua que queda escurriendo en la probeta o la diferencia de masa a diferente temperatura y el error que se tiene por medirla tan aprisa.

Para mejorar esta prctica se deberan cambiar diferentes circunstancias como por ejemplo determinar exactamente el valor de la temperatura ambiente y calibrar los termmetros para que ambos den la misma lectura y trabajar mas rpido con las muestras para evitar el intercambio de calor con el medio.

Bibliografa

Tippens P. Fsica, conceptos y aplicaciones. Mxico: McGraw-Hill, 2001

Hewitt, P. Fsica conceptual. Mxico: Addison Wesley Longman, 1999.

Actividades sugeridas para complementar el tema de entalpia de fusin del hielo.

1. Es posible mantener alimentos relativamente fros sin utilizar un refrigerador, envolvindolos con una toalla empapada en agua fra. Por qu funciona este procedimiento?

S porque el agua requiere bastante energa para evaporarse y mientras este cubriendo al alimento servir de aislante impidiendo que el calor de este pase al medio.

2. El hielo seco (anhdrido carbnico), el alcanfor y el yodo pasan directamente del estado slido al gaseoso (se subliman). Estos cuerpos, absorben o ceden calor en dicho proceso?

Absorben calor

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

Siempre que existe hielo en estado slido la temperatura del vaso es la misma aproximadamente 3C

4. Una persona que usa lentes observa que se empaan cuando en un da fro pasa de una habitacin caliente al exterior. Por qu?

Porque el agua que est en estado gaseoso en el medio ambiente absorbe calor de la superficie de los lentes y se condensa.