Calor latente de fusión del hielo

Universidad Nacional Autónoma de México.
Facultad de Química
Laboratorio de Termodinámica
Grupo: 3
Profesor:
Fernando Morales Morales
Practica 8:
Calor latente de fusión del hielo
Alumno: Fernando Aguilar Perez

1

Resultados Práctica 8:
Calor latente de fusión del hielo

Primera parte:
Determinación de la capacidad térmica del calorímetro o constante del calorímetro
por elmétodo de las mezclas.
Masa de agua a temp. ambiente = 100 g
Masa de agua caliente = 100 g
Capacidad especifica del agua: 1

𝑐𝑎𝑙
𝑔 °𝐶

Temp. agua fría en la probeta = 23.2 °C
Temp. agua caliente en la probeta = 78.0 °C

Temperatura de la mezcla
Temperatura (°C)
seg
46.6
135
46.6
150
46.4
165
46.2
180
46.3
195
46.4
210
46.2
225
46.2
240
46.2
255

seg
0
15
30
45
6075
90
105
120

Temperatura (°C)
46.2
46.2
46.2
46.2
46.2
46.2
46.2
46.2
46.2

Qganado = −Qcedido
𝑄 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 = 𝐾(𝑇 𝐸 − 𝑇 𝑓 ) + 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 (𝑇 𝐸 − 𝑇 𝑓 )
𝑄 𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 (𝑇 𝐸 − 𝑇 𝑐 )
(𝐾 + 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 )(𝑇 𝐸 − 𝐸 𝑓 ) = 𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 (𝑇 𝑐 − 𝑇 𝐸 )
𝐾=
𝐾=

𝑚 𝑤 𝑐 𝑤 (𝑇 𝑐 − 𝑇 𝐸 )
− 𝑚𝑤𝑐𝑤
𝑇 𝐸 − 𝑇𝑓

𝑐𝑎𝑙
(78.0 − 46.2)°𝐶
𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑎𝑙
𝑔°𝐶 )
− 100𝑔(1
) = 38.2608
(46.2 − 23.2)°𝐶
𝑔°𝐶
°𝐶

(100𝑔) (1Segunda parte:
2

Determinación de la entalpía de fusión del hielo o calor latente de fusión del hielo.
Masa de agua aprox. 6°C más a la temp. ambiente: 175g
Masa del hielo: 28.3g
Agua t ambiente
seg
Temp.
0
32.2
30
32.0
60
31.9
90
31.9
120
31.7
150
31.7
180
31.6
210
31.6
240
31.6

seg
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570

Datos de la mezclaTemp.
seg
22.2
600
19.7
630
18.3
660
17.6
690
16.8
720
16.7
750
16.7
780
16.7
810
16.8
840
16.8
870
16.9

Temp.
16.9
17.0
17.0
17.1
17.1
17.1
17.1
17.1
17.1
17.2

Manejo de datos:
Con los datos obtenidos, traza una gráfica de temperatura vs tiempo.

Curva de enfriamiento
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

31.9
31.7
31.6
31.631.6
22.2
19.7
18.3
17.6
16.8
16.7
16.7
16.7
16.8
16.8
16.9
16.9
17
17
17.1
17.1
17.1
17.1
17.1
17.1
17.2

TEMPERTAURA (°C)



TIEMPO (SEG)

3



Establecer un balance energético de acuerdo con la primera ley de la
termodinámica, para determinar la constante del calorímetro.
Qganado = −Qcedido
Qganado = K(TE − Tf ) + mw cw (TE − Tf )
Qcedido = mw cw (TE −Tc )
(K + mw cw )(TE − Ef ) = mw cw (Tc − TE )
K=
K=

mw cw (Tc − TE )
− mw cw
TE − Tf

cal
(78.0 − 46.2)°C
cal
cal
g°C)
− 100g(1
) = 38.2608
(46.2 − 23.2)°C
g°C
°C

(100g) (1

2. Determinación de la variación de entalpía de fusión del hielo.


Con los datos obtenidos, trazar una gráfica de temperatura vs. tiempo



Establecer un balance energético para determinar laenergía de fusión del hielo

Qganado = −Qcedido
Qcedido = mw Cp (TE − Ti ) + K (TE − Ti )
Qganado = mhielo λ
mhielo λ = −[(mw Cp (TE − Ti ) + K (TE − Ti )]
λ=

λ=

−[(mw Cp (TE − Ti ) + K (TE − Ti )]
mhielo

cal
cal
(32.2 − 17.2) [(38.26 °C ) + (175)(1 g°C)]
28.3g
λ = 88.354

cal
g

4



El valor del calor latente de fusión del agua reportado en la literatura es de
80cal/g. Calcular el % de error del valor obtenido experimentalmente con
respecto al reportado.
|valor teórico − valor experimental|
× 100 = % error
valor teórico
|80 − 88.354|
× 100 = 10.44 % error
80



¿Qué fuentes de error han intervenido en esta determinación?

La primera sería que nuestro recipiente no es completamente adiabático, además se
pierde masa del hielo en el trayectocuando es pesado y secado porque se derrite
muy fácilmente, también la determinación de la constante del calorímetro tiene cierto
porcentaje de error; otro sería cuando se calienta el agua 6 grados arriba de la
temperatura ambiente ya que el intercambio de recipientes baja su temperatura un
poco.


¿Por qué es necesario secar el hielo con una toalla antes de añadirlo al agua?

Porque...