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• Maria sanjuan

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RESUMEN En el presente informe expondremos los resultados obtenidos luego de realizar la práctica de fusión del hielo, cuyo objetivo es determinar el calor latente de fusión del hielo y al mismo tiempo corroborar que durante un cambio de estado; En este caso de solido a líquido, la temperatura se mantiene constante; Para ello realizamos tres pruebas a distintas condiciones, donde se mezcló agua en estado líquido y sólido , es decir, a distintas temperaturas, en un calorímetro, y se medía la temperatura hasta alcanzar la temperatura de equilibrio, realizándose con ello un cambo de estado.

INTRODUCCION El calor latente de cambio de estado de una sustancia, es la cantidad de calor que hay que suministrarle a su unidad de masa para que cambie de un estado de agregación a otro, lo que hace a temperatura constante. Así el calor latente de fusión es el correspondiente al cambio de estado sólido a líquido, que tiene el mismo valor que en el proceso inverso de líquido a sólido. Normalmente, 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= mL Si se quisiera determinar el calor latente de fusión del hielo utilizando el método de las mezclas, como lo hicimos en la presente práctica, se realiza una transferencia de calor desde una sustancia caliente de calor específico conocido, hacia una de temperatura más baja (hielo). 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 cierto incremento de temperatura ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADO Para lograr el objetivo de la práctica realizamos tres pruebas diferentes, y para calcular el calor latente de fusión utilizamos la siguiente formula: QGANADO = QCEDIDO

𝐿𝑓:

(𝑚𝑎+𝐴).(𝑇1−𝑇𝑒)𝐶 𝑚ℎ

Dónde: A: equivalente en agua del calorímetro ma: Masa inicial de agua en el calorímetro (MH2O) T1: Temperatura inicial del agua en el calorímetro Te: Temperatura final de equilibrio (T2) mh: Masa de hielo fundido 𝑐𝑎𝑙 C: calor especifico del agua 1 𝑔𝑟 °𝐶

− 𝑇𝑒𝐶

PARA TENER EN CUENTA Calor latente de fusión del hielo (valor teórico): 80 cal/ gr Peso del calorímetro (con tapa): 377,8 gramos A: Equivalente en agua del calorímetro: 10 gr Prueba #1 MH2O: 100,1 gr T1: 55°C MHIELO: 54,5 gr THIELO: 0°C MHIELO FUNDIDO: 52,6 gr T2: 10,3°C

𝐿𝑓:

(𝑚𝑎 + 𝐴). (𝑇1 − 𝑇𝑒)𝐶 − 𝑇𝑒𝐶 𝑚ℎ

(100 𝑔𝑟 + 10 𝑔𝑟). (55°𝐶 − 10,3 °𝐶)1 𝐿𝑓:

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟°𝐶

52,6 𝑔𝑟

𝐿𝑓:

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟

(110 𝑔𝑟).(44,7) 52,6 𝑔𝑟

− (10,3

𝐿𝑓: (93,48

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

𝐿𝑓:

− (10,3 °𝑐)(1

(4917)𝐶𝑎𝑙 52,6 𝑔𝑟

– (10,3

𝐶𝑎𝑙 ) 𝑔𝑟°𝐶

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

𝑐𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 )– (10,3 ) : 83,18 𝑔𝑟 𝑔𝑟 𝑔𝑟

Ahora calculamos el porcentaje de error % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟:

80−83,13 80

𝑥100%: 3,9%

Prueba #2 MH2O: 150 gr T1: 52°C MHIELO: 50,5 gr THIELO: 0°C MHIELO FUNDIDO: 49,5 gr T2: 22°C

(150 𝑔𝑟 + 10 𝑔𝑟). (55°𝐶 − 22 °𝐶)1 𝐿𝑓:

49,5 𝑔𝑟

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟°𝐶

− (22 °𝑐)(1

𝐶𝑎𝑙 ) 𝑔𝑟°𝐶

𝐿𝑓:

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟

(160 𝑔𝑟).(33) 49,5 𝑔𝑟

− (22

𝐿𝑓: (106,67

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

𝐿𝑓:

(5280)𝐶𝑎𝑙 49,5 𝑔𝑟

– (22

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

𝑐𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 )– (22 ) : 84,66 𝑔𝑟 𝑔𝑟 𝑔𝑟

Ahora calculamos el porcentaje de error % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟:

80−84,16 80

𝑥100%: 5,2%

Prueba #3 MH2O: 200 gr T1: 60,1°C MHIELO: 45 gr THIELO: 0°C MHIELO FUNDIDO: 43,6 gr T2: 37°C

(200 𝑔𝑟 + 10 𝑔𝑟). (60,1°𝐶 − 37 °𝐶)1 𝐿𝑓:

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟°𝐶

43,6 𝑔𝑟 𝐿𝑓:

𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑟

(210 𝑔𝑟).(23,1) 43,6 𝑔𝑟

− (37

𝐿𝑓: (111,26

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

𝐿𝑓:

− (37 °𝑐)(1

(4851)𝐶𝑎𝑙 43,6 𝑔𝑟

– (37

𝑐𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑙 )– (37 ) : 74,26 𝑔𝑟 𝑔𝑟 𝑔𝑟

Ahora calculamos el porcentaje de error % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟:

80−74,26 80

𝑥100%: 7,1%

𝐶𝑎𝑙 ) 𝑔𝑟°𝐶

𝐶𝑎𝑙 𝑔𝑟

)

CONCLUSIONES -

-

Se logró obtener el calor latente de fusión del hielo a nivel experimental para las tres pruebas y su comparación con el valor teórico (80 cal/gr°c), arrojaron porcentajes de error de 3.9%, 5,2% y 7,1%, para cada una respectivamente. Estos valores fueron relativamente bajos, lo cual es síntoma de un trabajo cuidadoso y detallado en la práctica. Durante el cambio de estado que experimentamos se observaron varios procesos termodinámicos, entre ellos un proceso isotérmico, donde corroboramos que la temperatura se mantiene constante durante un cambio de estado, pues mientras no se complete el cambio de estado la temperatura se mantiene constante o en equilibrio y esto se da principalmente por la capacidad del calorímetro de mantener el calor dentro de él, es decir, de mantener el proceso de forma adiabática o sin transferencia de calor, al estar aislado del entorno. De forma que se pudo evidenciar que el calor absorbido es igual al calor cedido, el cual se manifestó con la diferencia de temperatura en el termómetro.

BIBLIOGRAFIA -

http://www.ual.es/~mnavarro/Practica15.pdf http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/fusion/fusion.htm http://fisicoquimica230med.blogspot.com.co/2012/10/calor-latente-de-fusion-delhielo.html