CALOR LATENTE DE FUSIÓN DEL HIELO CALOR LATENTE DE FUSIÓN DEL HIELO operación en el laboratorio.
operación en el laboratorio. FUNDAMENTO
FUNDAMENTO
El calor latente de una sustancia se
El calor latente de una sustancia se define como la energía calorífica necesaria define como la energía calorífica necesaria para que cierta masapara que cierta masa de esa sustancia cambie de estado [1]. Si
de esa sustancia cambie de estado [1]. Si la sustancia se la sustancia se encuentra inicialmente en estado sólido yencuentra inicialmente en estado sólido y pasa a líquido, se hablaría de calor
pasa a líquido, se hablaría de calor latente de fusión (Lf), en el caso de pasar latente de fusión (Lf), en el caso de pasar de líquido a gas sede líquido a gas se trataría de calor
trataría de calor latente de vaporización, y para la transición de sólido a latente de vaporización, y para la transición de sólido a gas se tendría el calor gas se tendría el calor latente de sublimación. El cambio de estado de una sustancia no supone ningún cambio de latente de sublimación. El cambio de estado de una sustancia no supone ningún cambio de temperatura. Por ejemplo, a pr
temperatura. Por ejemplo, a presión atmosférica, se puede cesión atmosférica, se puede calentar agua líquida hasta alentar agua líquida hasta los los 100ºC.100ºC. Una vez alcanzada esta temperatura, si se sig
Una vez alcanzada esta temperatura, si se sigue suministrando calor éste ue suministrando calor éste será invertido en el cambioserá invertido en el cambio de estado de la sustancia, que ocurrirá a te
de estado de la sustancia, que ocurrirá a temperatura mperatura constante. En otras palabras, se pasará deconstante. En otras palabras, se pasará de agua líquida a 100ºC a vapor de ag
agua líquida a 100ºC a vapor de agua ua a 100ºC. Como puede deducirse fácilmente de la a 100ºC. Como puede deducirse fácilmente de la definición,definición, las dimensiones del c
las dimensiones del calor alor latente de una sustancia latente de una sustancia son:son:
Energía Energía Masa Masa
Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J [2]
entre ambas es 1cal = 4.18J [2]
Para un caso concreto de cambio de estado (fusión), el flujo de calor (Qf) que Para un caso concreto de cambio de estado (fusión), el flujo de calor (Qf) que debe recibir una cierta masa (m) de una sustancia para cambiar de estado (pasar debe recibir una cierta masa (m) de una sustancia para cambiar de estado (pasar de sólido a líquido) se calcularía como:
de sólido a líquido) se calcularía como:
Q
Qf f ==m*Lm*Lf f
Si se quisiera determinar el calor latente de fusión del hielo utilizando el método de Si se quisiera determinar el calor latente de fusión del hielo utilizando el método de las mezclas, sería necesario mezclarlo con una sustancia caliente de calor
las mezclas, sería necesario mezclarlo con una sustancia caliente de calor específico conocido.
específico conocido.
El calor específico (c) de una sustancia se define como la energía calorífica El calor específico (c) de una sustancia se define como la energía calorífica
necesaria para que una cierta masa de esa sustancia eleve su temperatura en un necesaria para que una cierta masa de esa sustancia eleve su temperatura en un cierto incremento de temperatura
cierto incremento de temperatura[3][3] ..
Así pues, las dimensiones de esta magnitud son : Así pues, las dimensiones de esta magnitud son :
T T incremento incremento masa masa Energía Energía * *
Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J. Las unidades de incremento de temperatura pueden entre ambas es 1cal = 4.18J. Las unidades de incremento de temperatura pueden ser, indistintamente, ºC o K, ya que un aumento de temperatura de 1ºC equivale a ser, indistintamente, ºC o K, ya que un aumento de temperatura de 1ºC equivale a un aumento de temperatura de 1K.
un aumento de temperatura de 1K.
El flujo de calor que debe recibir una cierta masa de un fluido para aumentar su El flujo de calor que debe recibir una cierta masa de un fluido para aumentar su temperatura en un cierto incremento de T se calcularía según la siguiente temperatura en un cierto incremento de T se calcularía según la siguiente ecuación: ecuación: Q = m Q = m⋅⋅cc ⋅⋅∆T∆T Donde: Donde: Q es el flujo de calor Q es el flujo de calor
•
• No fueron necesarios realizar cálculos previos , para realizar la practicaNo fueron necesarios realizar cálculos previos , para realizar la practica
PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO
•
• Medimos 100 ml de agua con una probeta.Medimos 100 ml de agua con una probeta. •
• Los echamos a continuación a un erlenmeyer.Los echamos a continuación a un erlenmeyer. •
• Calentamos el erlenmeyer con agua , hasta 40-50ºC en una placa calefactora.Calentamos el erlenmeyer con agua , hasta 40-50ºC en una placa calefactora. •
• Cuando ya tengamos el agua estabilizada en esa temperatura, medimos una masa de hieloCuando ya tengamos el agua estabilizada en esa temperatura, medimos una masa de hielo
en concreto,
en concreto, y ly la anotamosa anotamos
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• Echamos el agua caliente en el calorímetro, ya medida la temperatura y el hielo pesado, yEchamos el agua caliente en el calorímetro, ya medida la temperatura y el hielo pesado, y
anotamos la temperatura final
anotamos la temperatura final de equilibrio, siendo la de equilibrio, siendo la temperatura de agua + temperatura de agua + hielo.hielo.
•
• Anotamos los valores obtenidos y hacemos las determinaciones necesarias para obtener Anotamos los valores obtenidos y hacemos las determinaciones necesarias para obtener
unos resultados que tenga bastante repetitividad entre ellos. unos resultados que tenga bastante repetitividad entre ellos.
ESQUEMA DEL PROCEDIMIENTO ESQUEMA DEL PROCEDIMIENTO
Medimos
Medimos 100 100 ml ml de de agua agua destilada destilada Que pasamos Que pasamos a a un un vaso vaso de de precipitados precipitados yy
ponemos a calentar hasta que el agua llegue a 40-50ºC ponemos a calentar hasta que el agua llegue a 40-50ºC
Echamos el agua caliente en el calorimetro Echamos el agua caliente en el calorimetro
Dentro del calorímetro obtendremos la suma de la masa de agua caliente + la masa de hielo, Dentro del calorímetro obtendremos la suma de la masa de agua caliente + la masa de hielo,
obteniendo la temperatura final de equilibrio y así poder determinar el calor latente de fusión del hielo. obteniendo la temperatura final de equilibrio y así poder determinar el calor latente de fusión del hielo. Midiendo todas las temperaturas necesarias para obtener los resultados del calor latente de fusión del Midiendo todas las temperaturas necesarias para obtener los resultados del calor latente de fusión del hielo con un termómetro digital.
hielo con un termómetro digital.
DATOS EXPERIMENTALES DATOS EXPERIMENTALES
M
MEEDD11 MMEEDD22 MMEEDD33 XX XX M
MHH MMaassa a ddeel l hhiieello o 5544..5522gg 4488..4455gg 4455..9933gg XX XX M
M A A MMaassa a ddeel l aagguua a ffrrííaa 110000gg 110000gg 110000gg XX XX T
T11 TTeemmppeerraattuurra a iinniicciiaal l ddeel l aagguuaa 4433..00ººCC 4400..44ººCC 4400..44ººCC XX XX T
T22 TTeemmppeerraattuurra a ffiinnaal l ddeel l aagguuaa 66..77ººCC 77ººCC 88..66ººCC XX XX T
T1-1-TT22 Cambio de temperatura delCambio de temperatura del agua
agua
3366..33ººCC 3333..44ººCC 3311..88ººCC XX XX C
CÁLCULOS Y GRÁFICAS CÁLCULOS Y GRÁFICAS
H H A A A A H H A A A Acc T T T T mm L L L L K K mm cc T T T T mm m m T T T T K K (( 22 −− 11))++ (( 22 −− 11))++ ==00 ⇔⇔ ==(( ++ ))**(( 11 −− 22))// 1ºDeterminación 1ºDeterminación 09 09 .. 82 82 52 52 .. 54 54 * * )) 7 7 .. 6 6 0 0 .. 43 43 (( * * )) 1 1 * * 100 100 3 3 .. 23 23 (( // )) (( * * )) (( ++ 11 −− 22 ⇔⇔ == ++ −− ⇔⇔ == = = K K mm cc T T T T mm L L LL L L H H A A A A 2ºDeterminación 2ºDeterminación 99 99 .. 84 84 45 45 .. 48 48 * * )) 7 7 .. 4 4 .. 40 40 (( * * )) 1 1 * * 100 100 3 3 .. 23 23 (( // )) (( * * )) (( ++ 11 −− 22 ⇔⇔ == ++ −− ⇔⇔ == = = K K mm cc T T T T mm L L LL L
L A A A A H H 3ºDeterminación 3ºDeterminación 16 16 .. 85 85 93 93 .. 45 45 * * )) 6 6 .. 8 8 4 4 .. 40 40 (( * * )) 1 1 * * 100 100 3 3 .. 23 23 (( // )) (( * * )) (( ++ 11 −− 22 ⇔⇔ == ++ −− ⇔⇔ == = = K K mm cc T T T T mm L L LL L
L A A A A H H
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Respecto a los valores obtenidos , podemos decir , que son valores bastante precisos , ya que tienen Respecto a los valores obtenidos , podemos decir , que son valores bastante precisos , ya que tienen bastante proximidades entre si los valores obtenidos.
bastante proximidades entre si los valores obtenidos. CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Realizamos la practica con bastante eficacia , ya que se aproxima el valor obtenido al valor real Realizamos la practica con bastante eficacia , ya que se aproxima el valor obtenido al valor real OBSERVACIONES
OBSERVACIONES
Las condiciones en las que realizamos la práctica no son las mejores dentro del laboratorio, como Las condiciones en las que realizamos la práctica no son las mejores dentro del laboratorio, como siempre cometeremos algún error , ya que se sumaran todos los errores de los instrumentos siempre cometeremos algún error , ya que se sumaran todos los errores de los instrumentos utilizados en la práctica , que provocara menos exactitud en el valor obtenido.
utilizados en la práctica , que provocara menos exactitud en el valor obtenido. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente http://es.wikipedia.org/wiki/Caloria http://es.wikipedia.org/wiki/Caloria