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calor
Cambio de entalpía de fusión del hielo:
calor latente de fusión del hielo
M. en C. Gerardo Omar Hernández Segura
CAMBIOS DE FASE
Gas
condensación
deposición
sublimación
vaporización
Sólido
fusión
solidificación
CONCEPTO DE CALOR
CALOR es la energía transferida entre un sistema termodinámico y sus alrededores, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos..
CONCEPTO DE CALOR
T2 > T1
T1
Equilibrio
Q
T1 = T2
T2
Térmico
¿Siempre que
transferimos
energía en
forma de calor
a un sistema
aumenta su
temperatura?
Sensible
Q = mc∆T
Calor sensible es la
cantidad de calor que
absorbe o cede un
sistema para cambiar
de temperatura sin
que se modifique su
estado de agregación.
Latente
q =esmλ
Calor latente
la
cantidad de calor que
absorbe o cede un
sistema para cambiar
de estado de
agregación sin que se
modifique su
temperatura.
λ es una propiedad intensiva.
Un caso particular: Agua a P = 1 atm
H2O (s) t = −5ºC hasta H2O (g) t = 130ºC
A
H2O(s)
­5ºC
Q
B
C
H2O(s)
0ºC
H2O(l)
0ºC
q
Q
D
E
H2O(l)
100ºC
H2O(g)
100ºC
fusión
q
F
Q
H2O(g)
130ºC
vaporización
T(K)
F
393.15
D
373.15
B
273.15
E
C
A
268.15
Q(cal/mol)
ALREDEDORES.
SISTEMA
TIPOS DE CALOR
LATENTE
λ fusión = −λsolidificación
λvaporización = −λcondensación
λsublimación = −λdeposición
Parte experimental
PARTE EXPERIMENTAL
Primera parte Método de
mezclas
1)
2)
•Depositar 100 mL de agua fría (temperatura ambiente) en el Dewar
Calentar 400 mL agua hasta que alcance su temperatura de ebullición
•Esperar a que se alcance el equilibrio térmico (Dewar­agua)
Vaso Dewar
•Registrar temp. durante 5 min (tH2O f )
4)
3)
•Añadir los 100 mL de agua caliente al Dewar
Tomar 100 mL de agua caliente y registrar su temperatura (tH2O c )
•Registrar el tiempo de mezclado
•Registrar temperatura de la mezcla durante 5 min (teq)
Vaso Dewar
13
Calibración del calorímetro
T(ºC)
teq
t1
Tiempo(min)
DETERMINACIÓN DE LA
Determinación de la constante del calorímetro
CONSTANTE
Método
de mezclas DE
CALORÍMETRO
Método de
mezclas
Qganado = ‒Qcedido
QH2O fría + Qcalorímetro = ‒ QH2O caliente
m H2O f c H2O (t eq ‒ t 1) + K (t eq –t 1) = ‒ m H2O c c H2O (t eq ‒ t 2 )
(m H2O f c H2O + K) (t eq ‒ t 1 ) = ‒ m H2O c c H2O (t eq ‒ t 2 )
mH 2O ,c cH 2O (t2 − teq )
K=
− mH 2O cH 2O
(teq − t1 )
PARTE EXPERIMENTAL
Segunda parte Determinación de la variación de la entalpía
de fusión del hielo o calor latente de fusión
del hielo
1. Colocar en un frasco Dewar 175 ml de agua y
mide la temperatura, ajusta la temperatura a 6 ºC
2. Tapa y registra la temperatura cada 30 seg
durante 5 min
3. Por el minuto 4, tara en la balanza un vidrio de
reloj.
4. Pesa aprox. 25 g de hielo secado previamente
con una servilleta de papel y colócalo rápidamente
en el frasco Dewar al minuto 5.
5. Agita constantemente y registra la
temperatura cada 15 seg hasta llegar a la
temperatura mínima.
6. Prosigue con las lecturas cada 30 seg durante
Cambio de entalpía de fusión del hielo
T(ºC)
t1
tfus = 0 ºC
teq
Tiempo(min)
DETERMINACIÓN DEL
CALOR
LATENTE DE
FUSIÓN
Qganado = −Qcedido
Qhielo = − ( QH 2O + QK )
mhielo λ fus + mhielo cagua ( teq − t fus ) = −magua cagua ( teq − t1 ) − K ( teq − t1 )
λ fus =
−magua cagua ( teq − t1 ) − K ( teq − t1 ) − mhielo cagua ( teq − t fus )
mhielo
Como P = cte: λ fus = ΔHfus Valor teórico: λ fus
cal
= 80
g
Obtener el valor experimental y calcular el % de error.
Profesor: M. en C. Gerardo Omar Hernández
Por su
atención
¡Gracias!
¡Gracias por su
atención!
Segura
e­mail: [email protected]
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