Fluidos

INFORME DE LABORATORIO
“ESTIMACIÓN EXPERIMENTAL DEL CALOR DE FUSIÓN DEL HIELO”
AUTORES:
Juan Sebastián Echeverry
Cristian Javier Garzón
Martín Fernando Riveros
RESUMEN
La práctica busca determinar el valor del calor de fusión necesario para fundir un trozo de hielo, para ello se determina un modelo solución en el cual el primer paso consiste en determinar la capacidad calorífica del calorímetropara luego con este valor y otros que conocemos previamente y que serán explicados a continuación hallar el valor experimental del calor de fusión del hielo, para ello hemos aplicado los conceptos de la termodinámica en la cual la suma de los calores debe ser igual a cero y todos los datos son conocidos o medibles, de esta manera una vez hallada la capacidad calorífica del calorímetro podemoscontinuar para hallar el valor del calor de fusión del hielo remitiéndonos nuevamente a los conceptos de la termodinámica, en el experimento primero calentamos agua y medimos su temperatura al mismo tiempo que medimos la temperatura del calorímetro, luego introducimos el agua en el calorímetro y esperamos a que el agua y el calorímetro lleguen a su temperatura de equilibrio térmico la cual será menorque la del agua y mayor a la del calorímetro puesto que el agua cede calor al calorímetro, luego hallamos esta temperatura y con ella el valor de la capacidad calorífica del recipiente, después se vuelve a las condiciones iniciales de temperatura del agua y del calorímetro y se introduce un trozo de hielo en el calorímetro, luego se introduce agua caliente lo cual provocara un intercambio decalores en el sistema en el cual el agua cede calor al hielo y al calorímetro, después esperamos a que el sistema llegue a su equilibrio térmico y medimos su temperatura, la cual usaremos para determinar en la nueva ecuación el calor del fusión del hielo.
OBJETIVO
Determinar el valor del calor de fusión del hielo por medio del análisis de fenómenos de la termodinámica y comparar el valor experimentalcon el valor conocido previamente.
GENERALIDADES
Parte A
Se utiliza un montaje compuesto por una fuente de calor, una base, un Erlenmeyer, una balanza, una probeta, un calorímetro, agua y hielo. Para el primer paso que consiste en determinar la capacidad calorífica del calorímetro utilizamos la probeta para tener una cantidad específica de agua (200 ml), y luego pesamos el agua, el Erlenmeyer yel calorímetro con la balanza, posterior a esto seguimos a calentar el agua junto con el Erlenmeyer, el cual al llegar a una temperatura de 60 °C, echamos el agua en el calorímetro, siendo esta la temperatura inicial en la ecuación:
-Qagua- = Qrecipiente + (1)
El cual Q es el calor específico, y sabiendo que:
Q = C*m*(Tfinal -Tinicial)(2)
Donde C es capacidad calorífica, T es la temperatura y m es la masa, (la temperatura final del agua es 58 °C, la inicial es 60°, y la temperatura final del recipiente es 58°C, la inicial es 20°, temperaturas medidas con el termómetro), para saber la capacidad calorífica del recipiente sustituimos respectivamente (2) en (1), despejamos y nos queda:
Crecipiente = - (Cagua *magua*(Tfinal del agua – Tinicial del agua)) / (mrecipiente*(Tfinal del recipiente –Tinicial del recipiente)) (3)

Esquema laboratorio parte 1
Parte B
Para esta parte, en el que deseamos saber el valor del calor de fusión del hielo, dentro del sistema 1 metemos una cantidad de masa conocida de cubitos de hielo (posteriormente pesada en la balanza), y dejamos que se derritan, cuando vemos quedentro del calorímetro hay solo agua, tomamos la temperatura que marca el termómetro como la temperatura final a la que llega el sistema (51 °C), tenemos entonces que:
Qagua- + Qhielosolido+ + Qhielofundir+ + Qcharco+ + Qrecipiente + =0 (4)
En el que el Q del agua, del hielo sólido, del charco, y del recipiente son iguales a (2), sin embargo el hielo...