LEY DE LA TERMO

APLICACIÓN DE LA PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE LA

TERMODINAMICA.

OBJETIVOS:

Aplicar la primera ley de la termodinámica calculando el calor que se transfiere de los alrededores al sistema y en base a ello determinar si es factible considerar al calorímetro empleado en la experimentación como adiabatico.

Calcular el cambio de entropía total.

Interpretar la variación de entropía total obtenida de acuerdo ala segunda ley de la termodinámica.

CONSIDERACIONES TEORICAS

La primera ley para un sistema termodinámico contenido en un recipiente de paredes adiabaticas que sufre un proceso mediante el cual intercambia con los alrededores una cantidad de trabajo W, el cambio de su energía interna U es igual a dicha cantidad de trabajo esto es:

"U=W

Esta ecuación y por tanto esta primera ley, establece la existencia de la variable de energía interna U.

Para aquellos procesos donde no se cumpla la ecuación antes mencionada es necesario, si no se quiere descartar el principio de la conservación de la energía, admitir la existencia de otros modos no mecánicos atravez de los cuales pueda un sistema intercambiar energía con sus alrededores.

De manera entonces, que si en un sistema térmicamente aislado se efectúa un proceso en el cual el sistema absorbe una cantidad de trabajo de sus alrededores esto es:

"U-W=0

Sin embargo, si el mismo proceso ocurre cuando el proceso no es adiabatico, en general el miembro derecho es diferente de cero porque puede intercambiarse de tal forma que:

"U-W = Q

Donde Q es el calor que esta expresado en unidades de energía, vemos entonces que la ecuación no es mas que la definición termodinámica de calor.

Físicamente Q representa la energía absorbida o cedida por el sistema en forma de calor en tanto que W es el trabajo de los alrededores que reciben o ceden del sistema.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

En el curso de los años se han realizado muchos enunciados de la segunda ley y en realidad el principiante obtiene considerablemente mas información apartir de un cierto numero de enunciados que de cualquier otro. La segunda ley lo mismo que la primera es un resultado de la experiencia, y se descubrimiento y refinamiento lógico, empezó con el trabajo de Carnot. Algunos enunciados significativos son:

Es imposible que una maquina que actúa por si misma sin ayuda de un agente exterior, haga pasar calor desde un cuerpo a cierta temperatura hasta otro a una temperatura superior.

Es imposible construir una maquina termodinámica que, cuando opere según cierto ciclo, no produzca mas efectos que efectuar trabajo e intercambiar calor con un solo deposito térmico.

Todos los procesos espontáneos dan por resultado un estado mas probable.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1.-Nos brindo una breve explicación sobre los cálculos y lo que tenaimos que hacer experimentalmente.

2.- Nos proporciono el siguiente material un termómetro, un calorímetro cenco, un matraz , y una pequeña porción de hielo.

3.- Llenamos el matraz con agua hasta un volumen 160ml.

4.-Posrteriormente ese volumen de agua lo pasamos al calorímetro y tomamos su temperatura.

5.-Le agregamos la masa de hielo y posteriormente lo agitamos hasta que este se disolviera.

6.- Medimos su temperatura y después el volumen lo regresamos al matraz.

7.- Por diferencia sacamos la masa del hielo que se nos había proporcionado.

8.- Enjuagamos el material utilizado y lo entregamos.

ESQUEMA DEL EQUIPO UTILIZADO

'Primera y Segunda Ley de la Termodinámica'

TERMÓMETRO PROBETA

CALORIMETRO

DESCRIPCION DE LA EXPERIMENTACIÓN

1.- En primer lugar se midió un volumen inicial de agua de 160 mililitros.

2.- Se tomo la temperatura ambiente en esos momentos del laboratorio.

3.- Se tomo la temperatura del agua.

4.- El volumen inicial de agua se paso al calorímetro y después de dos minutos se tomo nuevamente la temperatura.

5.-Se le agrego una masa de hielo desconocida.

6.- Se movió hasta disolverlo y después se tomo la temperatura.

7.- El volumen se paso nuevamente ala probeta para después tomar su temperatura.

8.- Por diferencia se conoce la masa del hielo utilizada en la experimentación.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

TEMPERATURA AMBIENTE

28°C

VOLUMEN INICIAL DE AGUA

160ml

TEMPERATURA PROBETA 1

26.5°C

TEMPERATURA INICIAL

26.5°C

TEMPERATURA FINAL

14.5°C

VOLUMEN FINAL

182ml

TEMPERATURA PROBETA 2

16°C

TABLA DE ECUACIONES

CALCULO DE

FORMULA

UNIDADES

MASA DE AGUA

DENSIDAD(VOLUMEN)

Gramos

CP AGUA

A+BT+CT²+DT²

J/MOL K

CALOR DEL AGUA

MAGUA(CP)(tf-ti)

Joules

CALOR CALORIMETRO

K(Tf - Ti)

Calorias

MASA FINAL

DENSIDAD(VOLUMEN)

Gramos

MASA DEL HIELO

Masa F- Masa de agua

Gramos

CALOR DE FUSION

M hielo( biblio)

Joules

CALCULO Qs

M agua(CP)(tf-0)

Joules

CALOR TOTAL

Qagua+Qc+Qf+Qs

Joules

CALCULO DE "ST

"Ssist+"Salre

J/K

"S DEL AGUA

...