La definición de calor latente de fusión del hielo

RESUMEN:

OBJETIVO: Determinar el calor latente de fusión del hielo (cambio de entalpia de fusión del hielo), a partir de un balance energético entre el agua caliente, el hielo y el dewar para esto se hará uso de la constante del dewar obtenida en la práctica equivalencia calor-trabajo.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Primer parte

- Determinar la constante del dewar mediante el método de mezclas utilizado en la práctica equivalencia calor-trabajo

Segunda parte

- Colocar en el dewar aproximadamente 175 ml de agua y verificar que su temperatura sea aproximadamente 6 °C mayor a la temperatura ambiente.

- Tapar el dewar e iniciar el registro de temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos hasta llegar al equilibrio térmico.

- Tarar en la balanza un vidrio de reloj. Posteriormente pesar aproximadamente 25 gramos de hielo que ha sido secado previamente secado con una servilleta y colocarlo rápidamente en el dewar al minuto 5.

- Agitar y registrar la temperatura cada 15 segundos hasta llegar a una temperatura mínima. Proseguir con las lecturas cada 30 segundos durante 5 minutos.

RESULTADOS:

Primer parte

Masa del agua fría (mf): 100g.

Masa del agua aliente (mc):100g.

Capacidad térmica especifica del agua: 1 cal / g°C

Temperatura del agua fría: 22.8 °C.

Temperatura del agua caliente: 78 °C.

Formulas a utilizar

Q ganado= -Q cedido.

Q agua + Q dewar = -Q cedido.

m H₂O C H₂O(Te-Tc)+K ΔT =- (m C H₂O (Te-Ta)

Kd=-(m fría C H₂O (Te-Tc)-(m caliente H₂O C H₂O(Te-Ta))/ΔTf

ΔTc = T equilibrio – T H₂O caliente

ΔTf = T equilibrio – T H₂O fría

Tabla 1.Temperaturas registradas para la obtención de la constante del dewar.

Tiempo (S) Tem. Ambiente (°C) Tiempo (S) Tem. H2O caliente (°C)

0.5 22.8 5.15 45.4

1 22.8 5.3 45.1

1.5 22.8 5.45 44.8

2 22.8 6 44.6

32.5 22.8 6.15 44.2

3.5 22.8 6.3 44

4 22.8 6.45 43.5

4.5 22.8 7 43.1

5 22.8 7.15 42.8

5.5 22.8 7.3 42.6

Promedio 22.8 44.01

ΔTc = 78-44.01 = -33.99°C

ΔTf = 44.01-22.8 = 21.21°C

Kd=-(100g* 1cal/g°C *-33.9°C)- (100g *1cal/g°c * cal/g°C*21.21°C)/ 21.21°C=

60.2546 cal/°C.

Kd = 60.2546 cal/°C.

Segunda parte

Tabla 2. Temperatura antes y después de agregar el hielo.

Tiempo (S) Tem. Amb. +6°C (°C) Tiempo (S) Tem. Al agregar el hielo

30 30.7 15 21.5

60 30.7 30 20.5

90 30.6 45 20.5

120 30.6 60 20.5

150 30.6 75 20.6

180 30.6 90 20.6

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