Calor Latente de Fusion Del Hielo

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EEFQ / CSLACC1 / 00 CALOR LATENTE DE FUSIÓN DEL HIELO OBJETIVO En este objeto de aprendizaje se va a tratar el concepto de calor latente de una sustancia. Se sentarán los fundamentos de dicho concepto, y se describirá el denominado método de las mezclas. Este método es un procedimiento sencillo e intuitivo que permite determinar el calor latente de una sustancia. Tras la exposición de su fundamento teórico, se describirá paso por paso el modo de operación en el laboratorio. FUNDAMENTO El calor latente de una sustancia se define como la energía calorífica necesaria para que cierta masa de esa sustancia cambie de estado [1]. Si la sustancia se encuentra inicialmente en estado sólido y pasa a líquido, se hablaría de calor latente de fusión (Lf), en el caso de pasar de líquido a gas se trataría de calor latente de vaporización, y para la transición de sólido a gas se tendría el calor latente de sublimación. El cambio de estado de una sustancia no supone ningún cambio de temperatura. Por ejemplo, a presión atmosférica, se puede calentar agua líquida hasta los 100ºC. Una vez alcanzada esta temperatura, si se sigue suministrando calor éste será invertido en el cambio de estado de la sustancia, que ocurrirá a temperatura constante. En otras palabras, se pasará de agua líquida a 100ºC a vapor de agua a 100ºC. Como puede deducirse fácilmente de la definición, las dimensiones del calor latente de una sustancia son: Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J [2] 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 de sólido a líquido) se calcularía como: Q f = m*L f 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 FECHA INICIO: FECHA FINALIZACIÓN: TIEMPO EMPLEADO (HORAS) CONTROLADA: SI [ ] / NO [ } 23/01/2013 23/01/2013 4 Horas ELABORADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR: Página 1 de 9 Elías Rivera Triana

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OBJETIVO En este objeto de aprendizaje se va a tratar el concepto de calor latente de una sustancia. Se sentarn los fundamentos de dicho concepto, y se describir el denominado mtodo de las mezclas. Este mtodo es un procedimiento sencillo e intuitivo que permite determinar el calor latente de una EEFQ / CSLACC1 / 00 sustancia. Tras la exposicin de su fundamento terico, se describir paso por paso el modo de operacin en el laboratorio. CALOR LATENTE DE FUSIN DEL HIELO FUNDAMENTO El calor latente de una sustancia se define como la energa calorfica necesaria para que cierta masa de esa sustancia cambie de estado [1]. Si la sustancia se encuentra inicialmente en estado slido y pasa a lquido, se hablara de calor latente de fusin (Lf), en el caso de pasar de lquido a gas se tratara de calor latente de vaporizacin, y para la transicin de slido a gas se tendra el calor latente de sublimacin. El cambio de estado de una sustancia no supone ningn cambio de temperatura. Por ejemplo, a presin atmosfrica, se puede calentar agua lquida hasta los 100C. Una vez alcanzada esta temperatura, si se sigue suministrando calor ste ser invertido en el cambio de estado de la sustancia, que ocurrir a temperatura constante. En otras palabras, se pasar de agua lquida a 100C a vapor de agua a 100C. Como puede deducirse fcilmente de la definicin, las dimensiones del calor latente de una sustancia son:

Masa EnergaLas unidades en el numerador son normalmente julios o caloras. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J [2] Para un caso concreto de cambio de estado (fusin), el flujo de calor (Qf) que debe recibir una cierta masa (m) de una sustancia para cambiar de estado (pasar de slido a lquido) se calculara como: Qf = m*Lf Si se quisiera determinar el calor latente de fusin del hielo utilizando el mtodo de las mezclas, sera necesario mezclarlo con una sustancia caliente de calor especfico conocido. El calor especfico (c) de una sustancia se define como la energa calorfica necesaria para que una cierta masa de esa sustancia eleve su temperatura en un cierto incremento de temperatura [3] . As pues, las dimensiones de esta magnitud son :

Energa masa * incrementoT

Las unidades en el numerador son normalmente julios o caloras. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J. Las unidades de incremento de temperatura pueden ser, indistintamente, C o K, ya que un aumento de temperatura de 1C equivale a un aumento de temperatura de 1K. El flujo de calor que debe recibir una cierta masa de un fluido para aumentar su temperatura en un cierto incremento de T se calculara segn la siguiente ecuacin: Q = mc T Donde: Q es el flujo de calor m es la masa de sustancia T es el incremento de temperatura que sufre esa sustancia EMPLEADO FECHA INICIO: FECHA FINALIZACIN: TIEMPO CONTROLADA: La misma ecuacin se utilizara para calcular el flujo de calor desprendido por una[ ] / NO [ } (HORAS) SI cierta masa de una sustancia que se enfra.

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No fueron necesarios realizar clculos previos , para realizar la practica

PROCEDIMIENTO Medimos 100 ml de agua con una probeta. Los echamos a continuacin a un erlenmeyer. Calentamos el erlenmeyer con agua , hasta 40-50C en una placa calefactora. Cuando ya tengamos el agua estabilizada en esa temperatura, medimos una masa de hielo en concreto, y la anotamos Echamos el agua caliente en el calormetro, ya medida la temperatura y el hielo pesado, y anotamos la temperatura final de equilibrio, siendo la temperatura de agua + hielo. Anotamos los valores obtenidos y hacemos las determinaciones necesarias para obtener unos resultados que tenga bastante repetitividad entre ellos.

ESQUEMA DEL PROCEDIMIENTO

Medimos 100 ml de agua destilada

Que pasamos a un vaso de precipitados y ponemos a calentar hasta que el agua llegue a 40-50C

Echamos el agua caliente en el calorimetro

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Pesamos la masa de hielo y la echamos en el calormetro

Dentro del calormetro obtendremos la suma de la masa de agua caliente + la masa de hielo, obteniendo la temperatura final de equilibrio y as poder determinar el calor latente de fusin del hielo. Midiendo todas las temperaturas necesarias para obtener los resultados del calor latente de fusin del hielo con un termmetro digital.

DATOS EXPERIMENTALES

MH MA T1 T2 T1-T2 CA K L

Masa del hielo Masa del agua fra Temperatura inicial del agua Temperatura final del agua Cambio de temperatura del agua Calor especifico del agua Capacidad calorfica del calormetro Calor latente de fusin del hielo

MED1 54.52g 100g 43.0C 6.7C 36.3C 1cal/C 23.3cal/C 82.09

MED2 48.45g 100g 40.4C 7C 33.4C 1cal/C 23.3cal/C 84.99

MED3 45.93g 100g 40.4C 8.6C 31.8C 1cal/C 23.3cal/C 85.16

X X X X X X X PROM 84.08 CONTROLADA: SI [ ] / NO [ }

X X X X X X X V.LIT

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CLCULOS Y GRFICAS

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K (T2 T1 ) + m A c A (T2 T1 ) + m H L = 0 L = ( K + m A c A ) * (T1 T2 ) / m H

1Determinacin

L = ( K + m A c A ) * (T1 T2 ) / m H L = (23.3 + 100 * 1) * (43.0 6.7) * 54.52 L = 82.092Determinacin

L = ( K + m A c A ) * (T1 T2 ) / m H L = (23.3 + 100 * 1) * ( 40.4. 7) * 48.45 L = 84.993Determinacin

L = ( K + m A c A ) * (T1 T2 ) / m H L = (23.3 + 100 * 1) * (40.4 8.6) * 45.93 L = 85.16

INTERPRETACIN DE RESULTADOS Respecto a los valores obtenidos , podemos decir , que son valores bastante precisos , ya que tienen bastante proximidades entre si los valores obtenidos. CONCLUSIONES Realizamos la practica con bastante eficacia , ya que se aproxima el valor obtenido al valor real OBSERVACIONES Las condiciones en las que realizamos la prctica no son las mejores dentro del laboratorio, como siempre cometeremos algn error , ya que se sumaran todos los errores de los instrumentos utilizados en la prctica , que provocara menos exactitud en el valor obtenido. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente http://es.wikipedia.org/wiki/Caloria http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfic http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADmetro ANEXOS FECHA INICIO: FECHA FINALIZACIN: TIEMPO EMPLEADO (HORAS) CONTROLADA: SI [ ] / NO [ }

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