Laboratorio 4. Calor Latente de Fusión.

(1)

CARRERA:

CARRERA: INGENIERÍA EN PETRÓLEOSINGENIERÍA EN PETRÓLEOS

SEMESTRE:

SEMESTRE: CUARTO PETRÓLEOSCUARTO PETRÓLEOS CALIFICACCALIFICACIÓN: IÓN: ____________ ____________ PRÁCTICA N°:

PRÁCTICA N°: 0404 FECHA:FECHA: Quito, Quito, 2016-11-2016-11-2121

NOMBRES: NOMBRES:



 Andrd! C"i#Andrd! C"i# 

 C$"r% &#di"ir C$"r% &#di"ir 

 C#!r'u! Ni%o#!C#!r'u! Ni%o#! 

 (o")n*u!+ r#(o")n*u!+ r# 

 Grnd Snti*oGrnd Snti*o

TEMA: CALOR LATENTE DE FUSIÓN TEMA: CALOR LATENTE DE FUSIÓN

1. OBJETIVOS: 1. OBJETIVOS:

1.1. OBJETIVO GENERAL 1.1. OBJETIVO GENERAL



 (!t!r"inr !# %#or #t!nt! d! u.i/n d!# i!#o(!t!r"inr !# %#or #t!nt! d! u.i/n d!# i!#o

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICO 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICO

C#%u#r !# %#or #t!nt! d! u.i/n d!# i!#o uti#i+ndo !# %#or)"!tro d! C#%u#r !# %#or #t!nt! d! u.i/n d!# i!#o uti#i+ndo !# %#or)"!tro d! "d!r "d!r 2. MATERIALES Y REACTIVOS 2. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES MATERIALES 1 C#or)"!tro 1 C#or)"!tro 2 P#n% d! %#!ntr 2 P#n% d! %#!ntr  T!r"/"!tro  T!r"/"!tro 4 3i!#o 4 3i!#o  5#n+ !#!%tr/ni%  5#n+ !#!%tr/ni% 6 .o d! 7r!%i7it%i/n 6 .o d! 7r!%i7it%i/n 8 A*u 8 A*u

(2)

. ANTECEDENTES DEL TEMA

Calor latente de Fusión

Latente en latín quiere_{decir escondido.}

No notarse un cambio de temperatura mientras se produce el cambio de estado (a pesar de añadir calor), éste

se quedaba escondido. Al cambiar de gaseoso a líquido  de líquido a

sólido se libera la misma cantidad de energía.

Cambio de estado

!nergía requerida por una sustancia para cambiar de estado, de sólido a líquido

Medida del calor latente de fusión

!l calor absorbido por el "ielo es Q1=mh·Lf + mh·c·(T e-#)

Calor absorbido por el calorímetro

Q 2= k·c·(T e-#)

!l calor cedido por el agua es Q3=ma·c·(T e-T a)

Unidades

L =

(3)

DEDUCCIÓN DEL E!UIVALENTE T"RMICO C =dQ dT Q=mC T Ʌ Qganado=−Qperdido Q_hielo+Q_cal=Q_H 2O

m_HieloC _Hielo ΔT +m L_f+ E_cal∗ ΔT =m_H

2OC H 2O ΔT

L_f=m H 2OC H 2O ΔT −m HieloC Hielo ΔT − Ecal∗ ΔT

m_Hielo

D#$%&: T09 T!"7!rtur d!# *u !n !# %#or)"!tro

T9 T!"7!rtur in# d!# !'ui#i:rio %9 C#or !.7!%)i%o

;9 ". d!# *u %#i!nt! "9 ". d!# i!#o

E9 E'ui<#!nt! t=r"i%o d!# %#or)"!tro UNIDADES

#or t!/ri%o d!# %#or #t!nt! d! u.i/n >0 kcal_kg

L



?

g∗cal g∗° K ∗˚ K ¿ ¿ g

-

@

L

 ? cal g

(4)

'. PROCEDIMIENTO

• S! %#i!nt un 7o%o d! *u L %ntidd d! *u 'u! "!di"o. d!:!"o. %!r#o

%uiddo."!nt! %on # 7ro:!t

• Anotr # t!"7!rtur # 'u! .! !n%u!ntr !# *u

• Lu!*o, d!:!"o. %o#o%r !# *u !n !# %#or)"!tro  %on !# t!r"/"!tro .! "id! #

t!"7!rtur ini%i# d!# %#or)"!tro d!# *u

• S! "id! # t!"7!rtur ini%i#  # %u# .! !n%u!ntr !# i!#o • S! %o#o% # "u!.tr d! i!#o d!ntro d!# %#or)"!tro

• S! %o#o% !# t!r"/"!tro d!ntro d!# .i.t!" B*u  i!#o  %#or)"!troD

• S! r!"u!<! %on !# *itdor .u<!"!nt!, .t 'u! todo !# i!#o .!  undido • O:.!r<! t!nt"!nt! # t!"7!rtur in# d!# !'ui#i:rio  not!

• E.t! 7ro%!di"i!nto #o %!"o. 7r !# %#or)"!tro d!# #:ortorio  !# %.!ro

(. DATOS E)PERIMENTALES

CALORIMETRO

Masa del agua (g)

Masa del hielo (g) 0

T del agua caliente (°C) T del hielo(°C)

T inicial de la mezcla (°C) T de equilibrio (°C)

(5)

Calorimetro E!""""""

(.2 TABLA DE RESULTADOS

CALORIMETRO

Masa del agua (g)

Masa del hielo (g) 0

T del agua caliente (°C) T del hielo(°C)

T inicial de la mezcla (°C) T de equilibrio (°C) Equi#alente t$rmico

(cal%°C)

Calor latente de &usi'n (cal%g)

(6)

*. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES  OBSERVACIONES

o A# r!#i+r # 7r%ti% u.ndo !# %#or)"!tro d! "d!r .! 7udo o:.!r<r 'u! !#

%#or)"!tro d! "d!r "nti!n! !# %#or 7or "or ti!"7o

o (urnt! !# %":io d! !.tdo o:.!r<"o. <rio. 7ro%!.o. t!r"odin"i%o. %o"o

7or !$!"7#o un 7ro%!.o i.ot=r"i%o, dond! # t!"7!rtur .! "ntu<o %on.tnt! durnt! !# 7ro%!.o d! %":io d! !.tdo

o S! o:.!r< 'u! !# !'ui<#!nt! t=r"i%o d!# %#or)"!tro !. #to , !.to .! d!:!  'u!

# trn.!r!n%i d! %#or .! d ". r7ido !n !# %#or)"!tro, to"ndo !n %u!nt 'u! !# %#or)"!tro r!ti!n! d! "!$or "n!r # !n!r*) int!rn d!# *u  no !Fi.t! "or 7!rdid !n !# ":i!nt!

 RECOMENDACIONES

o S!r 7r!%i.o. !n # to" d! t!"7!rtur. tnto d!# *u i!#o %o"o d!# *u  d!

# "!+%#  'u! .i no 7on!"o. # t!n%i/n %orr!.7ondi!nt! 7u!d!n .ur*ir un *rn 7or%!nt$! d! !rror!.  !.o !%tr)  nu!.tro. %#%u#o.

o Introdu%ir !# i!#o !n !# *u .! "!+%#!  .! introdu+% %on r7id!+ #

(7)

o No d!$r !# %#or)"!tro d!.t7do  'u! r 'u! !# .i.t!" no .! !n%u!ntr!

%!rrdo ! int!r!rir %on # t!"7!rtur ":i!nt!, %":indo # t!"7!rtur d! # "!+%#

+. CONCLUSIONES

o S! !<id!n%io 'u! # t!"7!rtur d! !'ui#i:rio !. 7rodu%to d! un %":io d! .!,

'u! !n !.t! %.o u! # %o#o%r !# i!#o !n !# *u %#i!nt!

o Lo. <#or!. d! %#or #t!nt! d! u.i/n o:t!nido. !n # 7r%ti% ti!n!n un

7or%!nt$! d! !rror !n r!#%i/n # <#or t!/ri%o, !.to .! d!:!  !rror!. %o"!tido., %o"o no %!rrr :i!n !# %#or)"!tro d! "d!r  "nt!n!r %on.tnt! !# <o#u"!n, 7u!.to 'u! !.t! 7udo di."inuir # .!r %o#o%do d!ntro d!# %#or)"!tro

o L t!"7!rtur .! <u!#<! %on.tnt! o !n !'ui#i:rio #u!*o d! un %":io d! !.tdo o S! 7udo %o"7ro:r # t!"7!rtur d! !'ui#i:rio #u!*o d! un %":io d! !.tdo,

!.to u! # %o#o%r !# i!#o B!.tdo ./#idoD d!ntro d!# %#or)"!tro %on *u %#i!nt! 7rodu%i=ndo.! !# %":io d! !.tdo  #)'uido, # t!"7!rtur .! "ntu<o %on.tnt!, !.to #o .! 7u!d! !F7#i%r d!.d! !# 7unto d! <i.t d! 'u! # !n!r*) !n or" d! %#or 'u! .! trn."it!  un %u!r7o  'u! .ir<! 7r !#!<r .u t!"7!rtur, Cunto ". %#or, "or t!"7!rtur d'ui!r! !# %u!r7o

o ;i!ntr. no  %on%#uido # trn.or"%i/n no u"!ntr # t!"7!rtur

o L 7r%ti% d!t!r"ino un %#or #t!nt! d! u.i/n 7r !# i!#o :.tnt!

7roFi"do # t!/ri%o B>0%#*D !n # 'u! !# 7or%!nt$! d! !rror !n !# %#or)"!tro !.

---,. BIBLIOGRAFIA

o Gu) d! T!r"odin"i%  H).i%o Qu)"i%

o EFtr)do !# 26 d! "o d!9 tt7.9*oo*#!%o"!%J'?%#orK#t!nt!Kd!Ku.ion o tt79!%ur!d%uind!F77C#orLt!nt! o tt79:#o*i.i%o'"iM:#o*.7ot%o"201104#:ortorio o tt79%#or-u.ion-i!#o%#or-u.ion-i!#o.t"#JiF++2TRS>O 1-. CUESTIONARIO

(8)

a) La madre de una nia le dice que llene la baera ara que tome un bao* La nia solo abre la lla#e del agua caliente + se #ierten ,- litros de agua a ./°C en la tina* 0etermine cuantos litros de agua &r1a a 2/°C se necesitan ara ba3ar la temeratura hasta 4/°C (to.9 o#u"!n9  L To ?60 C B*u %#i!nt!D T?10 C B*u r)D o#u"!n9

!

/$/%#

0  !

&3%4%#

m_aguafría∗c_agua∗∆_T=−m_aguacaliente∗c_agua∗∆_T

maguafría∗cagua∗(T f −T 0)=−maguacaliente∗cagua∗(T f −T 0)

m_aguafría∗c_agua∗(40−10)° C =−m_aguacaliente∗c_agua∗(40−60)° C maguafría=

−(95 Kg∗(−20° C ))

30° C

m_aguafría=63,33 Kg=63,33 L

b) 56u$ es m7s robable que ro#oque una quemadura agua l1quida a 2//°C o una masa igual de #aor a 2//°C8 E9lique

E. ". 7ro::#! t!n!r un 'u!"dur %on <7or 7or'u! 7r 'u! !# *u  100C 7.!  <7or d! *u  'u! .u"in).tr#! 40 %#or). 7or %d *r"o d! *u, o .!, 'u! !# <7or d! *u, 7rt! d! 7od!r !.tr  100C ti!n! un .u7#!"!nto d! %#or) 'u! no ti!n! !# *u

b) !54&$ &6 &7 4$8&$9#3 %&7 9&3;&93#< =5& /7 %&>4$43 7/ 9&&3/953/ %& >#3/

#&3/948/ 7#3# 6&/3/3 7#6 ?#$?&9#6 %& 9&&3/953/ @ ?/7#3.

o.!7 5#%M B182>-18D .! dio %u!nt d! 'u! # 7#i%%i/n d! %#or # i!#o no #o d!rr!t) in"!dit"!nt!, .ino 'u! !# i!#o :.or:) %i!rt %ntidd d! %#or .in u"!ntr .u t!"7!rtur R!#i+/ un *rn n"!ro d! !n.o. %#ori"=tri%o., di.tin*ui!ndo %#r"!nt! !ntr! %#or B%ntidd d! !n!r*)D  t!"7!rtur Bni<!# t=r"i%oD Introdu$o #o. %on%!7to. d! %#or !.7!%)i%o  d! %#or #t!nt! d! %":io d! !.tdo

(9)

c) El calor esec1&ico de los gases: 5tiene las mismas unidades que los calores esec1&icos de los s'lidos + los l1quidos8

E# %#or !.7!%ii%o !. !# %#or 'u! d!:! int!r%":ir un unidd B7or !$!"7#o un *r"o, o un "o#, o un Mi#o*r"o, !t%D d! .u.tn%i 7r 'u! .u t!"7!rtur <r)! !n un unidd d! t!"7!rtur B7or !$ !n un *rdo %!nt)*rdoD Por #o tnto ti!n! #. "i.". unidd!. .! 7r ./#ido. %o"o 7r #)'uido. ou#!. 7or Mi#o*r"o  7or M!#<in BM*11DV otr unidd, !. # %#or) 7or *r"o  7or M!#<in

B%#*11D

d) 5Los gases solamente se ueden calentar a resi'n constante o a #olumen constante8

Lo. *.!. .! 7u!d!n %#!ntr .o#"!nt!  7r!.i/n %on.tnt!,  'u! # t!n!r un .i.t!" %!rrdo  %on %i!rt "!+%# d! *.!. t!ndr un 7r!.i/n int!rn # %u# .! "nt!ndr %on.tnt! # %#!ntr !# *. #o ni%o 'u! <  %":ir .!r .u <o#u"!n %on # !F7n.i/n o %o"7r!.i/n d!# *. d!:ido  un tr:$o "!%ni%o

e) 5;or qu$ los motores a combusti'n tienen un sistema de re&rigeraci'n basado en una caer1a interior con un &lu3o de agua8

L r!ri*!r%i/n !n "otor!. d! %o":u.ti/n int!rn !. n!%!.ri 7r !#i"inr !# %#or *!n!rdo 7or # 'u!" d!# %o":u.ti:#! B.u7!rior  2000CD,  no trn.or"do !n !n!r*) "!%ni%, durnt! !# un%ion"i!nto d! =.to. L 7rin%i7# un%i/n d! # r!ri*!r%i/n !. "nt!n!r todo. #o. %o"7on!nt!. d!ntro d!# rn*o d! t!"7!rtur. d! di.!Wo d!# "otor !<itndo .u d!.tru%%i/n 7or d!or"%i/n  *rrot"i!nto

&) 5;or qu$ las #ariaciones de temeratura entre el d1a + la noche son de aro9imadamente 2/°C en las zonas costeras + de </°C en las des$rticas8

E.to .! d!:! # %#or !.7!%)i%o d!# *u #)'uid,  'u! %t %o"o un r!*u#dor d! # t!"7!rtur  !n #. +on. %o.t!r.  %ntidd d! *u 7or #o 'u! !# int!r%":io d! %#or .!r "!nor !n #. +on. d!.=rti%. dond! 7r!<#!%! !# %#or !.7!%)i%o d!# ir! .!%o

(10)

g) 5;or qu$ es m7s eligroso quemarse con #aor a 2// °C que con agua a la misma temeratura8

Por'u! %undo .! .ur! un 'u!"dur %on *u  100C, !# *u trn.i!r! todo !# %#or 'u! d!:! 7!rd!r 7r #%n+r # "i." t!"7!rtur  # tu 7i!# En %":io %undo .! .ur! un 'u!"dur %on <7or d! *u  # "i." t!"7!rtur, !# <7or d!:! 7!rd!r %#or 7r .!r *u #)'uid  100C,  !.! %#or #o r!%i:! # 7i!#,  #u!*o r!%i:! !# %#or 'u! #! !ntr!*r !# *u 7rodu%to d! !.! <7or # !nrir.! d!.d! 100C .t # "i." t!"7!rtur 'u! # 7i!# !.to !. #o 'u! 7rodu%! un 'u!"dur "u%o ". *r<!

h) 0eterminar el calor que debe quitarse a =// g de #aor de agua ara que se #uel#a l1quido*

>00* ? 0>M* Q ? "L

Q ? 0>M* B>0%#M* D ! 0 ' ?/7

i) 0eterminar la cantidad de calor absorbida or una masa de 24 g de nitr'geno al asar de l1quido a gas*

 ? X  ?   / 9 14  ? 48,44  ? 48,4414?664,16  4,1>8  1  ?28>0,>4  ! 0 2*+-<+' 

3) Calcular la masa de una sustancia si su calor latente de &usi'n es ./ >cal%>g + si ocurrido un cambio de &ase de s'lido a l1quido se liberan <// cal*

Q=mL

Q L=m

(11)

m=300cal

60 cal

g m=5g .

k) 5?n bloque grande de hielo a /°C tiene m7s energ1a t$rmica que una taza de t$ caliente a 2//°C8 E9lique.

∇Q ? C7 " ∇T

Q ? C7 " T

(ond! Q !. %#or " !. ". T !. t!"7!rtur  C7 !. %#or !.7!%)i%o

E# %#or !.7!%)i%o d! # t+ !. %.i i*u# # d!# *u, un'u! # t!"7!rtur d! # t+ !. "or 'u! # d!# i!#o, # ". d!# :#o'u! !. "u%o "or 'u! # d!# :#o'u!, .i to""o. %o"o t!"7!rtur d! r!!r!n%i !# %!ro :.o#uto, ti!n! "u%o

". !n!r*) !# :#o'u! d! i!#o, 7or # ". d! !.t!, !. un %tor i"7ortnt! # t!"7!rtur %o"o # ".

l) 0os cucharas de la misma masa "una de oro + otra de #idrio": sumergidas en una taza de ca&$ caliente: alcanzar7n una nue#a temeratura de equilibrio 3unto con el ca&$* 5Cu7l cuchara requerir7 ma+or cantidad de energ1a t$rmica ara alcanzar la temeratura de equilibrio8 5;or qu$8

L %ntidd d! !n!r*) t=r"i% !.t r!#%iond %on # %7%idd %#or)i% L %7%idd %#or)i% !. # %ntidd d! !n!r*) n!%!.ri 7r u"!ntr # t!"7!rtur d! un d!t!r"ind .u.tn%i !n un unidd d! t!"7!rtur Un <!+ di%o !.to !. n!%!.rio %o"7rr ":o. "t!ri#!. %on # !%u%i/n d!# %#or !.7!%)i%o o %7%idd %#or)i% !.7!%)i%

C = Q

ΔT =c∗m

• C !. # %7%idd %#or)i% d!# %u!r7o o .i.t!"

(12)

• m # ". d! .u.tn%i %on.id!rd

m_u=m_!i

C _u=c_u∗m_u" C _!i=c_!i∗m_!i

m_u=C u c u "m_!i=C !i c!i C _u c u =C !i c!i C _u C _!i= c_u c_!i= 0,1291∗

(

# g ° C

)

0,876∗

(

# g° K

)

273,15° K 1° C =0,000539536 C _u c u =5,39 $10−4

En %on%#u.i/n 7od!"o. d!%ir 'u! n!%!.it"o. ". %#or B!n!r*)D 7r !# <idrio, 7or'u! 7or %d unidd d! %7%idd %#or)i% d! <idrio .o#o n!%!.itr!"o. !#

0,0005 _{!n r+/n # %#or .u"ini.trdo # oro T":i=n 7od!"o. d!du%ir#o}

.i"7#!"!nt! 7or'u! .! .:! 'u! #o. "!t#!. .on :u!no. %ondu%tor!. d! %#or  d! !#!%tri%idd,  !# oro !. uno d! #o. "!$or!. 7r di%o 7ro7/.ito

m) 5La e#aoraci'n como tal es un roceso t$rmico de en&riamiento o de calentamiento8

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