practica de laboratorio no 17 calor latente de fusiÓn

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

TITULO:

CALOR LATENTE DE FUSIÓN

OBJETIVOS

Aprender a realizar medidas del calor latente de fusión del hielo.

Identificar los diferentes estados del agua.

MATERIALES:

Calorímetro con sus accesorios: agitador, tapa y termómetro.

Probeta de 500 cc.

Termómetro de escala alta, o-100° c

Cubeta plana o plato

Un poco de papel filtro.

Hielo, en trozos.

MARCO TEORICO

A la presión de 1 atm el agua puede estar en estado líquido o bien cristalizado en forma de hielo.

Si al hielo se le suministra energía en forma de calor, esta energía la gasta en elevar su temperatura hasta 0ºC (si no lo estaba) en primer lugar, cuando su masa esta a esa temperatura, sigue consumiendo la energía calorífica suministrada en realizar un trabajo: el desmoronamiento del edificio cristalino, licuándose.

Mientras existan “enlaces cristalinos” que romper, el calor se sigue gastando en ese trabajo de licuefacción; solamente cuando todo el cristal ha pasado a ser agua líquida, la energía calorífica comienza a elevar la temperatura del líquido.

Se denomina calor latente de fusión, L, a las calorías necesarias para fundir 1 g de una sustancia a la temperatura del punto de fusión.

Así, el calor latente de fusión del agua es 80 cal⁄g, porque han de gastarse 80 cal para pasar 1 g de hielo a 0ºC a 1g de agua a 0ºC.

De lo recién establecido resulta que el calor necesario para fundir una masa de m gramos de hielo, que se encuentra a 0ºC es

Q= m • L cal




PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Asegúrese de que los trozos de hielo están a 0ºC. Para ello, puede poner en la cubeta o plato un poco de papel de filtro, doblado tres o cuatro veces y sobre él se depositan los trozos de hielo; si éstos empapan el papel, es señal de fusión, lo que asegura la temperatura de 0ºC.

Prepárese el calorímetro con 300 cc de agua, ligeramente tibia (40-45ºC). La cantidad de agua ha medirse cuidadosamente con la probeta.

Obsérvese y anótese la temperatura del calorímetro.

Póngase en el calorímetro algunos de los trozos de hielo fundente preparados (una masa de 100-150 g de hielo es adecuada).

Tápese el calorímetro, dejando dentro el agitador y el termómetro.

Se remueve con el agitador suavemente, hasta que todo el hielo haya fundido.

Obsérvese atentamente la temperatura final de equilibrio. Anótese.

Se mide ahora el volumen total contenido en el calorímetro, deduciendo que de este volumen los 300 cc iníciales que se pusieron, se obtendrá la masa de hielo fundido.

REGISTRO Y TOMA DE LOS DATOS

(Es conveniente realizar dos ensayos de esta determinación.)

Equivalente en agua del calorímetro……………………………..A=……..g

Masa inicial de agua en el calorímetro (300 cc)…………………mₐ=300 g

Temperatura inicial del agua del calorímetro……………………..t1=……ºC

Temperatura final de equilibrio…………………………………….tf=…… ºC

Masa de hielo fundido (masa total, 300g)…………………………mh=…..g




CÁLCULOS

Calor ganado por la masa del hielo mh:

Calor de fusión:

Q1= L• mh

Calor para elevar temperatura:

Q2= mh • (tf – 0)

Q= Q1+ Q2= L • mh + mh • t1

Calor cedido por el agua es inicial mₐ:

Q= (m a+ A) (t1 - tf)

Igualando, y despejando el calor latente de fusión L, resulta

Los valores obtenidos para L en los ensayos que se prescribieron han de ser bastante

próximos; de no ser así, habría de hacerse una tercera medida y atenerse a los dos valores más próximos de los conseguidos.

Error de la operación:

CUESTIONARIO

1) Teniendo en cuenta la definición y los cálculos sobre el calor latente. Halle el calor latente de un cubo de hielo que se ha sacado de la nevera

2) Porque el valor del hielo es de 80 cal/g. explique de donde proviene este valor y compruébelo.

3) En que influye la presión de la atmosfera sobre el estado del agua.} 4) A que llamamos calor latente de fusión.

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