Práctica No. 6
Entalpia de
Transformación Edición: M en A M. del Carmen Maldonado Susano
Septiembre de 2019
M del Carmen Maldonado Susano
Antecedentes
M del Carmen Maldonado Susano
Termodinámica
• Es la parte de la física que estudia laenergía, sus transformaciones y losmedios empleados para efectuar dichastransformaciones y aquellas propiedadesde las sustancias que guardan algunarelación con la energía”.
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• La energía es el agente o causaactiva, que tienen la habilidad deproducir cambios en los sistemas,cuerpos, dispositivos o equipos.
• La energía se mide en el SI en joules[J].
Energía
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Clasificación de Energía
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Energía en tránsito
▪Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro.
▪No se puede almacenar.
▪El Calor y el Trabajo son energías en tránsito
En tránsito
Calor
Trabajo
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Calor
Sensible
Latente
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• Es el calor evidente al tacto y en el
que se observa una variación de
temperatura.
• No hay cambio de fase.
Calor sensible
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=2
1
T
TdTcmQ )( 12 TTcmQ −=
Q : Calor [J]
m : masa [kg]
c : capacidad térmica específica
T : temperatura [K]
Calor sensible
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• Es aquel necesario para convertir una
sustancia de una fase a otra fase.
• Se absorbe o cede calor sin que se
produzca un cambio de su temperatura.
Calor latente
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• Matemáticamente se expresa:
mQ =
λ : entalpia de transformación (J /kg)
m : masa (kg)
Calor latente
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• En este proceso la temperatura
permanece constante.
Calor latente
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Punto de Ebullición
▪ El punto de ebullición del agua a
nivel del mar es de 100 [°C] .
▪ El punto de ebullición del agua en
la CDMX es de 93 [°C] .
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Imagen curva de calentamiento del agua (2019) tomada de internet
https://conceptodefinicion.de/curva-de-calentamiento-del-agua/
Curva de calentamiento del agua
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o Esta propiedad es muy útil cuando se tienensistemas abiertos para calcular los balancestérmicos.
o La variación de entalpía expresa una medidade la cantidad de energía absorbida o cedidapor un sistema termodinámico.
o Es la cantidad de energía que tal sistemapuede intercambiar con su entorno.
Entalpia
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o Es la cantidad de energía necesariapara que la unidad de masa deuna sustancia que se encuentre enequilibrio con su propio vapor a unapresión de una atmósfera pasecompletamente del estado líquido alestado gaseoso.
Tomado de internet
https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3n
Entalpia de Vaporización
hfg = 2’257,000 [J/kg]
Entalpia de Vaporización
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K = 2750 J/vuelta
Cálculo del Calor
N = Número de vueltas
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Práctica No. 6
1. Seguridad en la ejecución
▪Determinar el valor de la capacidad
térmica específica promedio del agua
en el intervalo de temperaturas
[ΔT= 80°C - Tambiente].
▪Obtener el valor de la entalpía de
vaporización del agua a presión
constante.
2. Objetivos
1 Termo
1 Resistencia de inmersión
1 Balanza de triple brazo
1 Termómetro de inmersión
1 Watthorímetro
3. Material
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▪Obtener de la balanza:
Características Estáticas
▪Pesar el termo y agregar
aproximadamente 600 gramos de
agua.
▪Verificar que la resistencia de
inmersión quede completamente
sumergida en el agua.
▪Colocar la tapa sin apretar.
▪Conectar la resistencia de
inmersión al watthorímetro.
▪Conectar el watthorímetro a la
toma de corriente.
Experimento 1
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▪ Medir la temperatura del agua con el
termómetro de inmersión (Temperatura
inicial).
▪ Encender el watthorímetro y contar el
número de vueltas del disco del
watthorímetro colocando la vista frente al
canto del disco.
▪ Cuando la temperatura del agua llegue a
los 80°C apagar la resistencia y terminar
de contar las vueltas del disco.
▪ Repita dos veces si es necesario.
Experimento 1
Diagrama de conexiones
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Experimento 1
1. Tomar la masa inicial del termo.
2. Agregar 600 g de agua.
3. Verificar que la resistencia
de inmersión sumergida en el
agua.
4. Colocar la tapa sin apretar
5. Conectar la resistencia al watthorímetro.
M del Carmen Maldonado Susano
Experimento 1
6. Tomar la temperatura inicial del agua
7. Encender el watthorímetro
8. Contar el número de vueltas
9. Hasta llegar a la temperatura final de 80°C
10. Apagar el watthorímetro
Capacidad Térmica Específica
del agua
Tabla 1
▪Sin tirar el agua caliente del último evento del
experimento anterior, colocar el termo sobre la
balanza.
▪Recorrer la tapa del termo hasta que quede en la
mesa.
▪Precaución: la resistencia debe de estar
desconectada.
▪Conocer la masa del sistema.
▪Descontar 10 (g) de peso en la balanza,
recorriendo una de las piezas de metal de un
brazo de la balanza, de tal manera que la aguja
del brazo de la balanza apunte hacia arriba.
Experimento 2
▪Conectar y encender la resistencia, con el
watthorímetro.
▪Esperar hasta que el agua hierva y comience a
evaporar.
▪Cuando el agua comience a evaporar, se detectará
una pérdida de masa en la balanza y comenzará a
temblar la aguja del brazo de la balanza, en este
momento iniciar la lectura del número de vueltas del
disco del watthorímetro.
Experimento 2
▪Cuando la aguja de la balanza apunte nuevamente
hacia la marca, terminar de contar las vueltas del
disco, ya que se han perdido exactamente 10 g de
agua en forma de vapor.
▪Apagar la resistencia.
▪Repetir cinco veces esta actividad
Experimento 2
M del Carmen Maldonado Susano
Experimento 2
1. Destapar el termo y deslizar la tapa hasta quedar en la mesa
2. Medir la masa del sistema
3. En la balanza descontar 10 gramos
4. Encender el watthorímetro y
esperar que el agua hierva
5. Cuando llegue al punto de ebullición y el brazo de la balanza oscile,
empiece a contar el número de vueltas hasta que llegue a la marca.
6. Repita 5 veces, es decir perder 50 gramos de agua.
Entalpía de Vaporización del agua
Tabla 2
Brigada Número
vueltas
masa agua
(kg)
K
(J/vueltas)
Q=KN
(Joule)
hfg=Q/m
(J/kg)
%EE
1 8 0.010 2750 =2750*8 2’200 K
2
3
4
5
Tabla 2
Entalpía de Vaporización del agua
Conclusiones
M del Carmen Maldonado Susano
Presentación
M. del Carmen Maldonado Susanopágina web
Edición
M del Carmen Maldonado Susano
Bibliografía
Young H. D. y Freedman R. A.; “Sears y Zemansky
FISICA UNIVERSITARIA CON FÍSICA MODERNA”
Vol. 1; Editorial Pearson; 13ª edición; México,
2014
Tippens E. Paul.; “FÍSICA: CONCEPTOS Y
APLICACIONES”; McGraw Hill; 7ª edición;
México, 2011