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• Cedric Monroy

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Facultad De Ingeniería

División De Ciencias Básicas

Coordinación de Física General y Química

Departamento de Termodinámica

Alumno: Mendoza Villa Omar Profesor: Martínez Bautista Abraham Laurencio M.I Cuestionario Previo “Capacidad térmica específica y entalpia de evaporación del agua” Fecha: 06/03/2012 Grupo: 10 Grupo Teoría: 3

Capacidad Térmica Específica y Entalpia De Evaporación Del Agua 1. Escriba las ecuaciones empleadas para calcular: el calor sensible, el calor latente, la capacidad térmica específica. (

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2. Defina la entalpia. Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. 3. Diga qué es cada una de las siguientes entalpias: de evaporación, de fusión, de sublimación, de solidificación y de condensación. -

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Entalpía de vaporización o calor de vaporización: es la cantidad de energía necesaria para que la unidad de masa (kilogramo, mol, etc.) de una sustancia que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a una presión de una atmósfera pase completamente del estado líquido al estado gaseoso. Se representa por , por ser una entalpía. El valor disminuye a temperaturas crecientes, lentamente cuando se está lejos del punto crítico, más rápidamente al acercarse, y por encima de la temperatura crítica las fases de líquido y vapor ya no coexisten. Generalmente se determina en el punto de ebullición de la sustancia y se corrige para tabular el valor en condiciones normales. Entalpia de fusión: La entalpía de fusión o calor de fusión es la cantidad de energía necesaria para hacer que un mol de un elemento que se encuentre en su punto de fusión pase del estado sólido al líquido, a presión constante. Cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. Es una magnitud de termodinámica (H), cantidad de energía que se puede intercambiar. Entalpia de sublimación: Entalpia de solidificación: Entalpia de condensación: Calor que es liberado por la masa de un gas que se encuentra en su punto de ebullición al condensarse en un fluido.

4. Escriba el enunciado de la Primera Ley de la Termodinámica para un sistema cerrado, su expresión matemática y diga el significado de cada uno de sus términos. Primera ley de la termodinámica: La energía no se crea ni se destruye solo se transforma. En un sistema cerrado adiabático (que no hay intercambio de calor con otros sistemas o su entorno como si estuviera aislado) que evoluciona de un estado inicial “A” a otro estado final “B”, el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido. Un sistema cerrado es uno que no tiene intercambio de masa con el resto del universo termodinámico. También es conocido como masa de control. El sistema cerrado puede tener interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, así como puede realizar trabajo a través de su frontera. La ecuación general para un sistema cerrado (despreciando energía cinética y potencial y teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico) es: Q= Cantidad total de transferencia de calor hacia o desde el sistema W= Trabajo total [incluye trabajo eléctrico, mecánico y de frontera] U= Energía interna del sistema

5. En el Puerto de Veracruz se tiene la misma cantidad de agua que en Toluca, Estado de México, ¿cómo son las capacidades térmicas específicas en ambos puntos? ¿Y su entalpia de evaporación? La capacidad térmica especifica de los gases líquidos en este caso agua, siempre debe de especificarse bajo qué condiciones se mira, por lo que siempre variara cuando la sustancia se encuentre en condiciones diferentes. Así, las condiciones a nivel del mar y a una altitud próxima a los 2300 m serán distintas. La entalpia de vaporización, en cambio es la cantidad de energía que se necesita para que una unida de masa de una sustancia que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a una presión especifica de una atmosfera pase completamente del estado liquido al estado gaseoso, por lo que dicho vapor ya es constante.

6. Explique en qué consiste el efecto Joule. Se conoce como efecto Joule al fenómeno por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El nombre es en honor a su descubridor, el físico británico James Prescott Joule. El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.

7. Investigue en tablas de propiedades termodinámica la entalpia de evaporación del agua a 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 y 3.0 atmósferas y repórtela en las siguientes unidades: (Btu/lbm), (J/g) y (kJ/kg).

8. ¿Qué diferencia hay entre un termo, un vaso de Dewar y un calorímetro? Haga un esquema de cada uno. Un termo o vaso Dewar es un recipiente que se puede volver a cerrar manteniendo excelentes características de aislamiento térmico. En vez de confiar solamente en un termo para aislar el interior del exterior, el envase sellado de hecho contiene un vacío. Un vacío no conduce calor en absoluto por conducción o convección, y la radiación, la otra forma de traspaso térmico, es mantenida al mínimo cubriendo las superficies internas del vacío con plata u otro metal reflexivo. En teoría, un termo podía por lo tanto ser una aproximación a un aislante perfecto para su contenido, por ejemplo, manteniendo una taza de café caliente durante una década. En la práctica, sin embargo, la pared interior del recipiente se une a la pared exterior, generalmente en la boca del envase, en la cual una leve conducción del calor ocurre entre las paredes interiores y exteriores (quedando el vacío en medio). Los termos se han hecho históricamente de cristal aunque ahora también se hacen de metal, que los hace más duraderos y menos propensos a la fractura. Calorímetro: El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

9. ¿Qué instrumento se utiliza para medir el consumo de energía eléctrica? El vatihorímetro, watthorímetro, contador eléctrico o medidor de consumo eléctrico es un dispositivo que mide el consumo de energía eléctrica de un circuito o un servicio eléctrico, siendo esta la aplicación usual. Existen medidores electromecánicos y electrónicos. Los medidores electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos, produce un giro que mueve las agujas de la carátula. Los medidores electrónicos utilizan convertidores analógicodigitales para hacer la conversión. 10. ¿Qué es una fase y qué es un estado? Fase: En termodinámica y química, se denomina fase a cada una de las partes macroscópicas de una composición química y propiedades físicas homogéneas que forman un sistema. Los sistemas monofásicos se denominan homogéneos, y los que están formados por varias fases se denominan mezclas o sistemas heterogéneos.

Se debe distinguir entre fase y estado de agregación de la materia. Por ejemplo, el grafito y el diamante son dos formas alotrópicas del carbono; son, por lo tanto, fases distintas, pero ambas pertenecen al mismo estado de agregación (sólido). También es frecuente confundir fase y micro constituyente; por ejemplo, en un acero cada grano de perlita es un micro constituyente, pero está formado por dos fases, ferrita y cementita.

Estado: En física y química se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen. Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes, y aunque los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, las llamadas fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática, también existen otros estados perceptibles bajo condiciones extremas de presión y temperatura. 11. ¿En cuántas fases se puede encontrar el hielo? Los tipos de hielo conocidos son los siguientes: - Hielo Ih (Todo el hielo que se forma en la biosfera terrestre es hielo del tipo Ih, a excepción de una pequeña cantidad de hielo Ic. Los cristales de hielo tienen forma hexagonal). - Hielo Ic (baja temperatura, cúbica centrada en las caras, densidad aproximadamente 900 kg/m3). - Hielo II (baja temperatura, ortorrómbica centrado, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3). - Hielo III ó Iii (baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.100 kg/m3). - Hielo V (alta presión, baja temperatura, monoclínica de base centrada, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3). - Hielo VI (alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.300 kg/m3). - Hielo VII (alta temperatura, alta presión, cúbico sencilla, densidad aproximadamente 1.700 kg/m3). - Hielo VIII (alta presión, tetragonal centrada, densidad aproximadamente 1.600 kg/m3). - Hielo IX (alta presión, tetragonal, densidad aproximadamente 1.200 kg/m3). - Hielo XII (alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.300 kg/m3)...

12. ¿De qué propiedades termodinámicas dependen los cambios de fase para una sustancia pura? Una propiedad termométrica de una sustancia es aquella que varía en el mismo sentido que la temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.