Aplicación De La Primera Ley De La Termodinámica, Al Cálculo Del Calor Latente De Fusión Del Hielo

Instituto politécnico nacional

Escuela superior de ingeniería química e industrias extractivas

Departamento de ciencias básicas II

Practica No. 2
“aplicación de la primera ley de la termodinámica, al cálculo del calor latente de fusión del hielo”

Alumna: López Méndez Karina

Grupo: 2IM25 Sección: “A”

Practica No. 2
“aplicación de la primera ley de latermodinámica, al cálculo del calor latente de fusión del hielo”

Objetivo: el objetivo de esta práctica es obtener los datos que nos permitan calcular el calor latente de fusión del hielo utilizando un calorímetro a presión constante y poder compararlo con los valores teóricos.

Introducción teórica
* Primera ley de la termodinámica
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación dela energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en
DU=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema
DU=-WTambién podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna en
DU=Q
Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, DU=0. Sin embargo, durante el cicloel sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.
* Si la transformación no es cíclica DU¹ 0
* Si no se realiza trabajo mecánico DU=Q
* Si el sistema está aislado térmicamente DU=-W
* Si el sistema realiza trabajo, U disminuye
* Si serealiza trabajo sobre el sistema, U aumenta
* Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta.
* Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.
Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.
DU=Q-W |
Siel estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe
dU=dQ-pdV

* Energía
En la física, la ley universal de conservación de la energía, que es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece en el tiempo. No obstante, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masay energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional que se divide conceptualmente en varios tipos según las propiedades del sistema que se consideren. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica según el movimiento de la materia, la energía química según la composición química, la energía potencial segúnpropiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella y la energía térmica según el estado termodinámico.

* Energía interna
En termodinámica se deduce la existencia[2] de una ecuación de la forma

conocida como ecuación fundamental en representación energética.
La importancia de la misma radica en que concentra en unasola ecuación toda la información termodinámica de un sistema. La obtención de resultados concretos a partir de la misma se convierte entonces en un proceso sistemático.

Si calculamos su diferencial:

se definen sus derivadas parciales:
* la temperatura
* la presión
* el potencial químico .

Como T, P y μ son derivadas parciales de U, serán funciones de las mismas variables...