INTRODUCCION

En la actualidad se practican muchos métodos experimentales para hallar la cantidad de energía por unidad de masa que necesita una sustancia para que sufra un cambio de fase o estado. Una de las formas de determinar el calor latente de cambio de estado es por el método de las mezclas. Consiste en mezclar dos sustancias (o una misma en dos estados de agregación distintos) a diferentes temperaturas, de manera que una de ellas ceda calor a la otra y la temperatura del equilibrio final es tal que una de ellas al alcanzarla, realiza un cambio de estado. Una condición importante es que no haya pérdidas caloríficas con el medio exterior. Esto lo conseguimos ubicando la mezcla en el calorímetro, que hace prácticamente despreciable esta pérdida calorífica hacia el exterior. Obviamente se ha de tener en cuenta la cantidad de calor absorbida por el calorímetro, por medio de su equivalente en

agua A .

El objetivo de esta práctica consistió en determinar el calor latente de fusión del hielo aplicando el método de las mezclas, que consiste en introducir una masa de hielo en un calorímetro con agua y estudiar como varia la temperatura en función del tiempo.

MARCO TEORICO

El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0 °C (temperatura de cambio de fase), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.

Una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a:

Q=mLf (1)

Principio de conservación de la energía: “Cuando dos cuerpos se ponen en contacto en

un sistema aislado del exterior (proceso adiabático), la cantidad de calor que pierde

uno es igual a la cantidad de calor que gana el otro”.

|QCedido|=|QAbsorbido| (2)

La cantidad de calor Q que se transfiere desde un cuerpo caliente, o la que absorbe el frío, responde a la expresión:

Q=mCe ΔT (3)

Donde m es la masa del líquido, Ce su calor

específico y ΔT la variación de temperatura que experimentan.

Si ma es la masa inicial de agua, en este caso

la sustancia caliente y mh es la masa del

hielo fundente y A el equivalente en agua del

calorímetro; T 1 la temperatura del agua y

calorímetro, antes de la mezcla, T e la

temperatura final del equilibrio, Ce el calor

específico del agua líquida y Lf el calor

latente de fusión del agua, valor que queremos determinar, un simple balance energético conduce a:

Figura 1

|QCedido|=(maCe+A )(T 1−T e ) (4)

|QAbsorbido|=(mhCe)(T e−0)+mhL f (5)

Teniendo en cuenta |QCedido|=|QAbsorbido|

obtenemos:

(maCe+A )(T1−T e)=mhCeT e+mh L f (6)

Despejando Lf de la ecuación (6) tenemos:

Lf=(maCe+A )(T 1−T e )−mhCeT e

mh (7)

Teniendo en cuenta que el calor especifico

del agua Ce=1

calg . ºC y realizando un

análisis dimensional de la ecuación (7) obtenemos:

Lf=(ma+A )(T1−T e)−mhT e

mh=.. .

calg (8)

CONCLUSIONES

En la presente practica se calculó el calor latente de fusión del hielo y se comprobó que el calor latente para cada sustancia no es igual para todos, ya que es una magnitud que depende esencialmente de las propiedades internas de cada sustancia ya que ello determina la dificultad o facilidad para cambiar de fase o estado debido al calor al actual estén sometidos.

Finalmente podemos concluir que el calor latente de una sustancia es una propiedad intensiva por lo cual no depende de la masa.

También agregamos que el uso del equivalente en agua del calorímetro permite un valor relativamente más aproximado al

teórico debido a que se tiene en cuenta el calor que absorbe el a calorímetro.

BIBLIOGRAFIAS

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