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UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRCIAS - UDLA
INGENIERÍA AMBIENTAL
TERMODINAMICA - LABORATORIO
NOMBRES: Andrés Goyes FECHA DE REALIZACIÓN: 09/12/2018
José Alarcón
Katherine Jarrín
TEMA: Calor Latente y Capacidad Calorífica
Contenido
1 PRESENTACIÓN – PROPÓSITO........................................................................ 2
2 RESULTADOS DE APRENDIZAJE...................................................................... 2
3 INSTRUCCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD ............................................... 2
4 PRÁCTICAS DE LABORATORIO ........................................................................ 2
4.1 Practica No. 001 – Calor Latente y Capacidad Calorífica– No. Sesiones 1¡Error!
Marcador no definido.
4.1.1 Tema a desarrollar ........................................................................................... 2
4.1.2 Objetivos de la práctica.................................................................................. 2
4.1.3 Alcance ............................................................................................................... 2
4.1.4 Requisitos previos a la realización de la práctica................................... 2
4.1.5 Aparatos, equipos e instrumentos .............................................................. 4
4.1.6 Parámetros, magnitudes y rangos a ser determinados......................... 4
4.1.7 Materiales y reactivos ..................................................................................... 4
4.1.8 Descripción del procedimiento .................................................................... 4
4.1.9 Datos a ser registrados y el método de análisis y de presentación de
resultados. ......................................................................................................................... 7
5 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 8
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................ 8
7 PREGUNTAS....................................................................................................... 8
8 MECANISMOS DE EVALUACIÓN Y ANEXOS.................................................... 8
PRESENTACIÓN – PROPÓSITO
La presente práctica busca afianzar los conocimientos de los conceptos de calor,
sistemas cerrados, pérdidas, capacidad calorífica, calor sensible y latente, y
cuantificarlos, mediante la medición de valores de temperatura, masa y volumen, y
compararlos con valores teóricos.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
 Determinar el calor ganado o perdido, por variación de temperatura y por
cambio de fase.
 Determina conclusiones de aislamiento térmico, y pérdidas de calor.
INSTRUCCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD
Durante la práctica se debe utilizar mandil y tener recogido el cabello, se debe
mantener orden durante el desarrollo de la práctica. Cada grupo debe presentar la
hoja de los datos la cual será firmada al finalizar la misma, y debe ser incluida en la
presentación del informe para que pueda ser calificada.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Tema a desarrollar
 Medición de la capacidad calorífica del calorímetro
 Determinación del calor latente de fusión de forma experimental
 Evaluación de la capacidad calorífica del calorímetro
Objetivos de la práctica
 Medir de la capacidad calorífica del calorímetro
 Determinar el calor latente de fusión de forma experimental
 Evaluar la capacidad calorífica del calorímetro
Alcance
 La presente práctica estará limitada a la medición de las temperaturas y
volúmenes indicados en la tabla de datos.
Requisitos previos a la realización de la práctica
Calor sensible
Al mezclar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una
transferencia de energía en forma de calor desde el más caliente al más frío. Dicha
transferencia de energía se mantiene hasta que se igualan las temperaturas, cuando
se dice que ha alcanzado el equilibrio térmico.
La cantidad de calor Q que se transfiere desde el líquido caliente, o la que absorbe el
frío, responde a la expresión:
Q mCe T
Donde:
m: es la masa del líquido
Ce: calor específico
ΔT: la variación de temperatura que experimentan.
Medida De La Capacidad Calorífica De Un Calorímetro
Las transferencias de calor se miden en un calorímetro a través de variaciones de
temperatura. Previo a toda experiencia es necesario calibrarlo, esto es, determinar su
capacidad calorífica.
Para realizar el calibrado, se mezclan cierta cantidad de agua fría con agua caliente
y se mide la temperatura de equilibrio. Durante este proceso una parte de la energía
cedida por el agua caliente es absorbida por el vaso del calorímetro que eleva su
temperatura desde T1 a Te. En consecuencia, como en el calorímetro no se producen
pérdidas de calor hacia el exterior, la variación del conjunto formado por el calorímetro
y las cantidades de agua será nula, por lo que se puede escribir.
𝑚1 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝐶 𝑘(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝑚2 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇2) = 0
Donde:
 𝐶 𝑘 = 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 [
𝑐𝑎𝑙
𝑔
]
 𝐶𝑒 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1 [
𝑐𝑎𝑙
𝑔 𝐾
]
 𝑚1 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟í𝑎 [𝑔]
 𝑇1 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 (𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟í𝑎 𝑦 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜) [𝐾]
 𝑚2 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 [𝑔]
 𝑇2 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 [𝐾]
 𝑇𝑒 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜 [𝐾]

Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo
El calor latente de fusión 𝐻F se define como la cantidad de calor por unidad de masa
necesaria para fundir un sólido que coexiste con el líquido a la temperatura de fusión.
Por lo tanto, la energía total en forma de calor 𝑄F necesaria para fundir una masa M
de hielo se encuentra en agua a la temperatura de 0ºC vendrá dada por:
𝑄F = 𝐻F 𝑀
El valor experimental aceptado para el calor latente de fusión del hielo es:
𝐻F = 80 [
𝑐𝑎𝑙
𝑔
] ; 3,34 × 105
[
𝐽
𝑘𝑔
].
Al realizar la medida experimental de 𝐻F debemos asegurarnos de que el hielo se
encuentre precisamente a 0ºC, por lo que si el hielo se saca de un congelador se
deberá dejarlo alcanzar la coexistencia con el agua.
Aparatos, equipos e instrumentos
Aparatos, equipos e
instrumentos
Cantidad Requisitos técnicos
Calorímetro 1
Termómetros 2 (rango -5°C a 100°C)
Equipo de baño María 1
Vaso de precipitación 1 500 ml
Probeta 1 150 ml
Balanza de precisión 1 0,1 g
Parámetros, magnitudes y rangos a ser determinados
 Masa
 Volumen
 Temperatura
Materiales y reactivos
 Agua
 Hielo
Descripción del procedimiento
Capacidad Calorífica del Calorímetro
 Colocar agua del grifo en un vaso de precipitación, y medir cuidadosamente en
una probeta 100ml, posteriormente, colocar en el calorímetro y tapar el
calorímetro. Agitar el líquido por 2 minutos para tener un equilibrio de
temperatura entre el agua fría y el calorímetro. Al cabo de dicho tiempo anótese
la Temperatura (T1), y dejar el agua en el calorímetro.
 Tomar agua caliente con la ayuda de un vaso de precipitación, y colocar en
una probeta 100 ml de agua caliente, utilizar el termómetro para la medición de
(T2) (tener cuidado de no topar el fondo de la probeta ya que la lectura sería
incorrecta), verter el agua caliente en el calorímetro rápidamente para no tener pérdidas
de calor en el proceso, y cerrar el calorímetro para evitar pérdidas de calor con el ambiente.
 Agitar el líquido caliente y frio, y esperar 2 minutos hasta que el agua fría, caliente y el
calorímetro estén en equilibrio, y medir la temperatura de equilibrio (Te).
 Realizar este proceso dos veces con las siguientes cantidades de agua:
o 𝑚1 = 𝑚2 = 100𝑔
o 𝑚1 = 𝑚2 = 150𝑔
Recolección de Datos y Cálculos:
T1 (agua fría y
calorímetro)
T2 (agua caliente)
Te (equilibrio agua
fría, calorímetro y
agua caliente)
Unidades (°C) (°C) (°C)
Caso 1 (150g)
Caso 2 (100g)
 Calcule el valor 𝐶 𝑘 en los dos casos, y realice el promedio para el 𝐶 𝑘 final, expresar
en [
𝑐𝑎𝑙
𝑔
] y en el sistema internacional.
Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo
 Tomar V1=150ml de agua caliente medidos en una probeta.
 Esta cantidad de agua m1=150g se verte en el calorímetro previamente
vaciado, midiéndose al cabo de 2 minutos la temperatura T1 de equilibrio (de
agua caliente y calorímetro).
 Por otra parte, se toma una cantidad de hielo picado o, en su defecto, varios
cubitos de hielo que se trocean envolviéndolos con un paño y golpeándolos
contra el suelo, procurando que esté lo más seco posible antes de echarlo en
el calorímetro.
 La masa de hielo m2 se medirá posteriormente una vez fundido a partir del
incremento del volumen total del agua en el calorímetro.
 Seguidamente se agita el calorímetro y al cabo de 2 minutos se anotará la
temperatura Te de equilibrio (agua caliente, calorímetro y hielo), que deberá
ser necesariamente superior a 0ºC, de lo contrario se deberá repetir la
experiencia con menor cantidad de hielo.
Recolección de Datos y Cálculos:
 El volumen de agua procedente del hielo fundido V2 se obtiene midiendo el
volumen total de agua en el calorímetro Vtotal al final de la práctica, de manera
que:
V2 = Vtotal - V1
 La masa m2 de hielo vendrá entonces dada por m2 = V2×ρ, tomando
ρ = 1.0 g/ml, para la densidad del agua a temperatura ambiente.
 Construir una tabla con los valores todos los datos experimentales: volumen y
masa de agua caliente, temperatura inicial del (agua caliente y el calorímetro)
(V1, m1, T1), los datos del hielo fundido (V2, m2, T2=0ºC), y datos del estado de
equilibrio (Vtotal, mtotal, Te).
Masa Volumen Temperatura
Unidades (g) (ml) °C
Agua Caliente y
Calorímetro
150 150
Hielo 0
Equilibrio (Agua
Caliente, Calorímetro y
hielo)
 El calor latente se lo puede calcular con 𝐻F = 𝑄F/𝑚2, y esto se lleva a cabo
utilizando la expresión calorimétrica:
𝑚1 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝐶 𝑘(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝑄f + 𝑚2 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇2) = 0
 Siendo 𝐶𝑒 = 1 [
𝑐𝑎𝑙
𝑔 𝐾
] y 𝐶 𝑘 la capacidad calorífica del calorímetro, obtenida en la
primera parte de la práctica.
Expresar el valor obtenido para 𝐻F en unidades del Sistema Internacional, y
comparar dicho valor con el valor teórico para el calor de fusión del hielo dado
más arriba.
Datos a ser registrados y el método de análisis y de presentación de
resultados.
Capacidad Calorífica del Calorímetro
T1 (agua fría y
calorímetro)
T2 (agua caliente)
Te (equilibrio agua
fría, calorímetro y
agua caliente)
Unidades (°C) (°C) (°C)
Caso 1 (150g)
Caso 2 (100g)
Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo
Masa Volumen Temperatura
Unidades (g) (ml) °C
Agua Caliente y
Calorímetro
150 150
Hielo 0
Equilibrio (Agua
Caliente, Calorímetro
y hielo)
BIBLIOGRAFÍA
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En todos los casos, el estudiante deberá incluir las conclusiones y recomendaciones en los métodos
de presentación de los resultados establecidos para cada práctica. Estas deberán estar relacionadas
con los hallazgos o resultados de cada práctica con base en fundamentos técnico – científicos.
PREGUNTAS
 ¿Cuál es la capacidad calorífica del calorímetro?
 Determine el calor que gana o pierde el calorímetro en la primera parte
 Cuál es el porcentaje de error entre 𝐻F de referencia y el calculado?
 Repasa el procedimiento experimental que has seguido y discute cuáles son
en su opinión las mayores fuentes de incertidumbre al realizar las medidas.
MECANISMOS DE EVALUACIÓN Y ANEXOS
CATEGORIA 4 Excelente 3 Bueno 2 Regular 1 por mejorar NOTA
Resultados/
Calorímetro
(1.5puntos)
Los resultados
muestran valores
que concuerdan
con precisión y
exactitud
Los
resultados
muestran
valores que
concuerdan
con precisión,
pero no con
exactitud
Los resultados
no muestran
valores reales
y/o las
unidades no
corresponden
a las
mediciones.
No presenta
resultados
3
Conclusiones
Son coherentes,
claras y
pertinentes a los
objetivos de la
práctica y los
resultados
obtenidos
Son claras,
pero no están
vinculadas
con los
objetivos de la
práctica del
laboratorio.
obtenidos
Están referidas
a los objetivos,
pero no están
acordes con
los principios
teóricos.
Se refieren a otros
temas, pero no a los
resultados y logros
de la práctica.
3
Preguntas
Son todas
correctamente
contestadas
Son solo 3
correctamente
contestadas
Solo 2 son
correctamente
contestadas
Solo 1 es contestada 4
CALCULOS
Procedimiento de fabricación
CONCLUSIONES
 Después de cierto tiempo dos cuerpos con diferentes temperaturas puestos
en contacto van a alcanzar una misma temperatura.
 Por medio de la ecuación de calor se logra calcular la constante de calor
específico del calorímetro cuando se hace un registro de volúmenes
específicos de agua en diferentes temperaturas.
 El calor cedido por un sistema en particular es absorbido por el sistema que
lo rodea.
 Es demostrado que masas iguales de distinta naturaleza y a igual
temperatura, almacenan distinta cantidad de calor; para cuantificar este
fenómeno hay que hacer uso del concepto de calor específico.
 Demostramos que cuando se pone en contacto dos cuerpos a distinta
temperatura, se producirá una “pérdida de calor” del cuerpo a mayor
temperatura (o más caliente) y una “ganancia de calor” del cuerpo a menor
temperatura (o más frío); esto es lo que dice el principio de conservación
de la energía. Si los dos cuerpos tienen la misma temperatura, no habrá
pérdida ni ganancia de calor.
RECOMENDACIONES
 Para medir la temperatura, previamente hay que agitar bien el agua que
contiene el recipiente.
 El calorímetro debe estar calorifugado (debe ser lo más“adiabático”
posible).
 Para determinar la capacidad calorífica del calorímetro hay que medir
primera el volumen de agua antes de calentarla y no al revés.
JUSTIFICACIÓN
De acuerdo a los resultados obtenidos en la practica obtuvimos un error del 43,38 % siendo
este un poco elevado nos vemos en la obligacion de notificar que tuvimos una pequeña falla
de medicion de temperatura, atribuimos esto a la falta de experiencia con el uso del
termometro y al poco tiempo que teniamos para introducir el agua caliente en el calorimetro y
asi perder el menor calor posible, cabe señalar que el calorimetro estaba echo con 4
materiales aislantes (algodón,espumafles, poliuretano, papel aluminio, corchos en las dos
tapas) adjunto fotos del calorimetro.
BIBLIOGRAFÍA
 www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ estadística/otros/latente/latente.htm
 SERWAY, BEICHNER." FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA." Tomo
II. Ed. Mc-Graw Hill, 5ta. Edición
 www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.htm
 Luis H. Blanco, Tópicos en Química Básica, Experimentos de Laboratorio,
Editorial Guadalupe, 1996

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Informe termodinamica segundo_parcial

  • 1. UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRCIAS - UDLA INGENIERÍA AMBIENTAL TERMODINAMICA - LABORATORIO NOMBRES: Andrés Goyes FECHA DE REALIZACIÓN: 09/12/2018 José Alarcón Katherine Jarrín TEMA: Calor Latente y Capacidad Calorífica Contenido 1 PRESENTACIÓN – PROPÓSITO........................................................................ 2 2 RESULTADOS DE APRENDIZAJE...................................................................... 2 3 INSTRUCCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD ............................................... 2 4 PRÁCTICAS DE LABORATORIO ........................................................................ 2 4.1 Practica No. 001 – Calor Latente y Capacidad Calorífica– No. Sesiones 1¡Error! Marcador no definido. 4.1.1 Tema a desarrollar ........................................................................................... 2 4.1.2 Objetivos de la práctica.................................................................................. 2 4.1.3 Alcance ............................................................................................................... 2 4.1.4 Requisitos previos a la realización de la práctica................................... 2 4.1.5 Aparatos, equipos e instrumentos .............................................................. 4 4.1.6 Parámetros, magnitudes y rangos a ser determinados......................... 4 4.1.7 Materiales y reactivos ..................................................................................... 4 4.1.8 Descripción del procedimiento .................................................................... 4 4.1.9 Datos a ser registrados y el método de análisis y de presentación de resultados. ......................................................................................................................... 7 5 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 8 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................ 8 7 PREGUNTAS....................................................................................................... 8
  • 2. 8 MECANISMOS DE EVALUACIÓN Y ANEXOS.................................................... 8 PRESENTACIÓN – PROPÓSITO La presente práctica busca afianzar los conocimientos de los conceptos de calor, sistemas cerrados, pérdidas, capacidad calorífica, calor sensible y latente, y cuantificarlos, mediante la medición de valores de temperatura, masa y volumen, y compararlos con valores teóricos. RESULTADOS DE APRENDIZAJE  Determinar el calor ganado o perdido, por variación de temperatura y por cambio de fase.  Determina conclusiones de aislamiento térmico, y pérdidas de calor. INSTRUCCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD Durante la práctica se debe utilizar mandil y tener recogido el cabello, se debe mantener orden durante el desarrollo de la práctica. Cada grupo debe presentar la hoja de los datos la cual será firmada al finalizar la misma, y debe ser incluida en la presentación del informe para que pueda ser calificada. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Tema a desarrollar  Medición de la capacidad calorífica del calorímetro  Determinación del calor latente de fusión de forma experimental  Evaluación de la capacidad calorífica del calorímetro Objetivos de la práctica  Medir de la capacidad calorífica del calorímetro  Determinar el calor latente de fusión de forma experimental  Evaluar la capacidad calorífica del calorímetro Alcance  La presente práctica estará limitada a la medición de las temperaturas y volúmenes indicados en la tabla de datos. Requisitos previos a la realización de la práctica Calor sensible
  • 3. Al mezclar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energía en forma de calor desde el más caliente al más frío. Dicha transferencia de energía se mantiene hasta que se igualan las temperaturas, cuando se dice que ha alcanzado el equilibrio térmico. La cantidad de calor Q que se transfiere desde el líquido caliente, o la que absorbe el frío, responde a la expresión: Q mCe T Donde: m: es la masa del líquido Ce: calor específico ΔT: la variación de temperatura que experimentan. Medida De La Capacidad Calorífica De Un Calorímetro Las transferencias de calor se miden en un calorímetro a través de variaciones de temperatura. Previo a toda experiencia es necesario calibrarlo, esto es, determinar su capacidad calorífica. Para realizar el calibrado, se mezclan cierta cantidad de agua fría con agua caliente y se mide la temperatura de equilibrio. Durante este proceso una parte de la energía cedida por el agua caliente es absorbida por el vaso del calorímetro que eleva su temperatura desde T1 a Te. En consecuencia, como en el calorímetro no se producen pérdidas de calor hacia el exterior, la variación del conjunto formado por el calorímetro y las cantidades de agua será nula, por lo que se puede escribir. 𝑚1 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝐶 𝑘(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝑚2 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇2) = 0 Donde:  𝐶 𝑘 = 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 [ 𝑐𝑎𝑙 𝑔 ]  𝐶𝑒 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1 [ 𝑐𝑎𝑙 𝑔 𝐾 ]  𝑚1 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟í𝑎 [𝑔]  𝑇1 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 (𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟í𝑎 𝑦 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜) [𝐾]  𝑚2 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 [𝑔]  𝑇2 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 [𝐾]  𝑇𝑒 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜 [𝐾]  Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo El calor latente de fusión 𝐻F se define como la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para fundir un sólido que coexiste con el líquido a la temperatura de fusión. Por lo tanto, la energía total en forma de calor 𝑄F necesaria para fundir una masa M de hielo se encuentra en agua a la temperatura de 0ºC vendrá dada por:
  • 4. 𝑄F = 𝐻F 𝑀 El valor experimental aceptado para el calor latente de fusión del hielo es: 𝐻F = 80 [ 𝑐𝑎𝑙 𝑔 ] ; 3,34 × 105 [ 𝐽 𝑘𝑔 ]. Al realizar la medida experimental de 𝐻F debemos asegurarnos de que el hielo se encuentre precisamente a 0ºC, por lo que si el hielo se saca de un congelador se deberá dejarlo alcanzar la coexistencia con el agua. Aparatos, equipos e instrumentos Aparatos, equipos e instrumentos Cantidad Requisitos técnicos Calorímetro 1 Termómetros 2 (rango -5°C a 100°C) Equipo de baño María 1 Vaso de precipitación 1 500 ml Probeta 1 150 ml Balanza de precisión 1 0,1 g Parámetros, magnitudes y rangos a ser determinados  Masa  Volumen  Temperatura Materiales y reactivos  Agua  Hielo Descripción del procedimiento Capacidad Calorífica del Calorímetro  Colocar agua del grifo en un vaso de precipitación, y medir cuidadosamente en una probeta 100ml, posteriormente, colocar en el calorímetro y tapar el calorímetro. Agitar el líquido por 2 minutos para tener un equilibrio de temperatura entre el agua fría y el calorímetro. Al cabo de dicho tiempo anótese la Temperatura (T1), y dejar el agua en el calorímetro.  Tomar agua caliente con la ayuda de un vaso de precipitación, y colocar en una probeta 100 ml de agua caliente, utilizar el termómetro para la medición de (T2) (tener cuidado de no topar el fondo de la probeta ya que la lectura sería incorrecta), verter el agua caliente en el calorímetro rápidamente para no tener pérdidas de calor en el proceso, y cerrar el calorímetro para evitar pérdidas de calor con el ambiente.  Agitar el líquido caliente y frio, y esperar 2 minutos hasta que el agua fría, caliente y el calorímetro estén en equilibrio, y medir la temperatura de equilibrio (Te).  Realizar este proceso dos veces con las siguientes cantidades de agua:
  • 5. o 𝑚1 = 𝑚2 = 100𝑔 o 𝑚1 = 𝑚2 = 150𝑔
  • 6. Recolección de Datos y Cálculos: T1 (agua fría y calorímetro) T2 (agua caliente) Te (equilibrio agua fría, calorímetro y agua caliente) Unidades (°C) (°C) (°C) Caso 1 (150g) Caso 2 (100g)  Calcule el valor 𝐶 𝑘 en los dos casos, y realice el promedio para el 𝐶 𝑘 final, expresar en [ 𝑐𝑎𝑙 𝑔 ] y en el sistema internacional. Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo  Tomar V1=150ml de agua caliente medidos en una probeta.  Esta cantidad de agua m1=150g se verte en el calorímetro previamente vaciado, midiéndose al cabo de 2 minutos la temperatura T1 de equilibrio (de agua caliente y calorímetro).  Por otra parte, se toma una cantidad de hielo picado o, en su defecto, varios cubitos de hielo que se trocean envolviéndolos con un paño y golpeándolos contra el suelo, procurando que esté lo más seco posible antes de echarlo en el calorímetro.  La masa de hielo m2 se medirá posteriormente una vez fundido a partir del incremento del volumen total del agua en el calorímetro.  Seguidamente se agita el calorímetro y al cabo de 2 minutos se anotará la temperatura Te de equilibrio (agua caliente, calorímetro y hielo), que deberá ser necesariamente superior a 0ºC, de lo contrario se deberá repetir la experiencia con menor cantidad de hielo. Recolección de Datos y Cálculos:  El volumen de agua procedente del hielo fundido V2 se obtiene midiendo el volumen total de agua en el calorímetro Vtotal al final de la práctica, de manera que: V2 = Vtotal - V1  La masa m2 de hielo vendrá entonces dada por m2 = V2×ρ, tomando ρ = 1.0 g/ml, para la densidad del agua a temperatura ambiente.  Construir una tabla con los valores todos los datos experimentales: volumen y masa de agua caliente, temperatura inicial del (agua caliente y el calorímetro) (V1, m1, T1), los datos del hielo fundido (V2, m2, T2=0ºC), y datos del estado de equilibrio (Vtotal, mtotal, Te).
  • 7. Masa Volumen Temperatura Unidades (g) (ml) °C Agua Caliente y Calorímetro 150 150 Hielo 0 Equilibrio (Agua Caliente, Calorímetro y hielo)  El calor latente se lo puede calcular con 𝐻F = 𝑄F/𝑚2, y esto se lleva a cabo utilizando la expresión calorimétrica: 𝑚1 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝐶 𝑘(𝑇𝑒 − 𝑇1) + 𝑄f + 𝑚2 𝐶𝑒(𝑇𝑒 − 𝑇2) = 0  Siendo 𝐶𝑒 = 1 [ 𝑐𝑎𝑙 𝑔 𝐾 ] y 𝐶 𝑘 la capacidad calorífica del calorímetro, obtenida en la primera parte de la práctica. Expresar el valor obtenido para 𝐻F en unidades del Sistema Internacional, y comparar dicho valor con el valor teórico para el calor de fusión del hielo dado más arriba. Datos a ser registrados y el método de análisis y de presentación de resultados. Capacidad Calorífica del Calorímetro T1 (agua fría y calorímetro) T2 (agua caliente) Te (equilibrio agua fría, calorímetro y agua caliente) Unidades (°C) (°C) (°C) Caso 1 (150g) Caso 2 (100g) Medida Del Calor Latente De Fusión Del Hielo Masa Volumen Temperatura Unidades (g) (ml) °C Agua Caliente y Calorímetro 150 150 Hielo 0 Equilibrio (Agua Caliente, Calorímetro y hielo)
  • 8. BIBLIOGRAFÍA CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En todos los casos, el estudiante deberá incluir las conclusiones y recomendaciones en los métodos de presentación de los resultados establecidos para cada práctica. Estas deberán estar relacionadas con los hallazgos o resultados de cada práctica con base en fundamentos técnico – científicos. PREGUNTAS  ¿Cuál es la capacidad calorífica del calorímetro?  Determine el calor que gana o pierde el calorímetro en la primera parte  Cuál es el porcentaje de error entre 𝐻F de referencia y el calculado?  Repasa el procedimiento experimental que has seguido y discute cuáles son en su opinión las mayores fuentes de incertidumbre al realizar las medidas. MECANISMOS DE EVALUACIÓN Y ANEXOS CATEGORIA 4 Excelente 3 Bueno 2 Regular 1 por mejorar NOTA Resultados/ Calorímetro (1.5puntos) Los resultados muestran valores que concuerdan con precisión y exactitud Los resultados muestran valores que concuerdan con precisión, pero no con exactitud Los resultados no muestran valores reales y/o las unidades no corresponden a las mediciones. No presenta resultados 3 Conclusiones Son coherentes, claras y pertinentes a los objetivos de la práctica y los resultados obtenidos Son claras, pero no están vinculadas con los objetivos de la práctica del laboratorio. obtenidos Están referidas a los objetivos, pero no están acordes con los principios teóricos. Se refieren a otros temas, pero no a los resultados y logros de la práctica. 3 Preguntas Son todas correctamente contestadas Son solo 3 correctamente contestadas Solo 2 son correctamente contestadas Solo 1 es contestada 4
  • 10.
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  • 20. CONCLUSIONES  Después de cierto tiempo dos cuerpos con diferentes temperaturas puestos en contacto van a alcanzar una misma temperatura.  Por medio de la ecuación de calor se logra calcular la constante de calor específico del calorímetro cuando se hace un registro de volúmenes específicos de agua en diferentes temperaturas.  El calor cedido por un sistema en particular es absorbido por el sistema que lo rodea.  Es demostrado que masas iguales de distinta naturaleza y a igual temperatura, almacenan distinta cantidad de calor; para cuantificar este fenómeno hay que hacer uso del concepto de calor específico.  Demostramos que cuando se pone en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, se producirá una “pérdida de calor” del cuerpo a mayor temperatura (o más caliente) y una “ganancia de calor” del cuerpo a menor temperatura (o más frío); esto es lo que dice el principio de conservación de la energía. Si los dos cuerpos tienen la misma temperatura, no habrá pérdida ni ganancia de calor. RECOMENDACIONES  Para medir la temperatura, previamente hay que agitar bien el agua que contiene el recipiente.  El calorímetro debe estar calorifugado (debe ser lo más“adiabático” posible).  Para determinar la capacidad calorífica del calorímetro hay que medir primera el volumen de agua antes de calentarla y no al revés. JUSTIFICACIÓN De acuerdo a los resultados obtenidos en la practica obtuvimos un error del 43,38 % siendo este un poco elevado nos vemos en la obligacion de notificar que tuvimos una pequeña falla de medicion de temperatura, atribuimos esto a la falta de experiencia con el uso del termometro y al poco tiempo que teniamos para introducir el agua caliente en el calorimetro y asi perder el menor calor posible, cabe señalar que el calorimetro estaba echo con 4
  • 21. materiales aislantes (algodón,espumafles, poliuretano, papel aluminio, corchos en las dos tapas) adjunto fotos del calorimetro. BIBLIOGRAFÍA  www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ estadística/otros/latente/latente.htm  SERWAY, BEICHNER." FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA." Tomo II. Ed. Mc-Graw Hill, 5ta. Edición  www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.htm  Luis H. Blanco, Tópicos en Química Básica, Experimentos de Laboratorio, Editorial Guadalupe, 1996