Practica no. 2 termo esiqie

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

“Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas”

Laboratorio de termodinámica 2

Practica No 2

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA APLICADA A LA DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION

PROF. ING. SARAID CERECEDO GALLEGOS

GRUPO: 2IM8

EQUIPO: 7

SECCIÓN: B

FECHA DE EXPERIMENTACION: 9 DE MARZO 2010
FECHA DE ENTREGA: 23 DE MARZO2010

PRACTTICA NO.2

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA APLICADA A LA DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION

OBJETIVO:

Determinar el calor latente de fusión del hielo, usando un calorímetro adiabático a presión constante, efectuando en análisis comparativo respecto al valor bibliográfico; ubicar el el diagrama P-Y del agua el proceso experimental en forma aproximada, indicando laszonas y líneas respectivas

PRACTTICA NO.2

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA APLICADA A LA DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION

El desarrollo experimental de esta práctica fue muy sencillo, pero teníamos que tener mucho cuidado con la perdida de agua o masa que podíamos ocasionar al experimentar, cualquier pérdida representaba un error significativo, también al armar el equipo teníamos quever que estuviera todo en su respectivo lugar para que no hubiera errores.

Se tuvo mucha precaución para el desarrollo de la práctica y material utilizado.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Variables experimentales | valores |
Volumen del agua (V) | 2000ml |
Masa bruta (mb) | 117.8 |
Masa tara (mt) | 21.2 |
Temperatura inicial(Ti) | 22.4 |
Temperatura final(Tf) | 18.5 |CALCULOS


QTotal= Qagua + Qcalorimetro + Qaire + Qhielo= 0

1.1

Qagua= (mCp)agua ∆T

m= dagua x Vagua
* Para densidad:

Þagua= 0.99998+3.5×10-5t -6.0×10-6t2

Þagua= 0.99998+3.5×10-5(20.45°C)-6.0×10-6(20.45°C)2

Þagua=0.99818 g/Ml

* Para Cp del agua:

CpR=8.712+1.25×10-3T-0.18×10-6T2

CpR=8.712+1.25×10-3293.6K-0.18×10-6(293.6)2

Cp= (9.063)(8.314 Jmol-K )=75.35 Jmol-Km= (0.99818g/mL)(2000mL)= 1996.36g

n=1996.36PM=1996.3618=110.91 mol

∆T = Tf - Ti = 18.5°C - 22.4°C = - 3.9°C

Qagua= (110.91 mol × 75.35Jmol K )( - 3.9° K )=
Qagua=-32592.567 J

Partes del calorímetro

QCu= (mCp)Cu ∆T

CpCu=5.44 + 0.001462T

CpCu=5.44 + 0.001462 (293.6°K)= 5.8692 calmol-°C

m= 980g × 0.65=637

m= 637/63.5=10.03 mol

QCu= (10.03mol)(5.8692 calmol-°C)(-3.9°)=-229.58 cal

-229.58cal×4.185 J1 cal=-960.79 J

QCu=-960.79 J

QZn= (mCp)Zn ∆T

CpZn= 5.25 + 0.00270T

CpZn= 5.25 + 0.00270 (293.6K)=6.0427 calmol-°C

m= 980g × 0.35= 343

m= 343/65.4 = 5.24 mol

QZn= (5.24 mol)( 6.0427 calmol-°C )(-3.9°)=-123.49 cal

-123.49 cal ×4.185 J1 cal=-516.80 J

QZn= -516.80 J

Qmetal= QCu + QZn

Qmetal= -960.79 J -516.80 J= -1477.59 JQcaucho= (mCp) ∆T

Qcaucho= (12g)(0.415 calmol-°C )(-3.9°)=
Qcaucho= -19.422 cal

-19.422cal×4.185 J1 cal=-81.28 J

Qcaucho=-81.28 J

Qcal= Qmetal + Qcaucho

Qcal= -1477.59 J- 81.28 J = -1558.87 J

Para el aire:

Q= ∆H= m Cp ∆T

(Cp/R) = 3.355 + 0.575×10-3T-0.016×105T-2

(Cp/R) = 3.355 + 0.575×10-3(293.6°K)-0.016×105(293.6°K)-2

Cp =(3.505258722)(8.314 Jmol-K )= 29.14 Jmol-Kn=P VR T=77891pa(2x10-3 m3)8.314pa m3mol-K(292.4K)= 0.0638 mol = m

Qaire= ∆H= (0.0638 mol)(29.14 Jmol-K )(-3.9°K)= -7.25 J

Qaire= -7.25 J

Para el hielo:

Qhielo= Qlat + Qsens

Qsens= ∆H =(m* Cp ∆T )

* mhielo= mbruta – mtara
mhielo= 117.8g -21.2g = 96.6 g
mhielo= 96.6/18 = 5.366 mol

* Cphielo:

Tp= Tf+Tfusion2=282.4° K

Cp=(8.712 +1.25×10-3(282.4°K)-0.18×10-6(282.4°K)2(8.314 Jmol-K )
Cp= 75.25 Jmol-K

Qsens= ∆H = (5.366 mol)(75.25 Jmol-K )(18.5°K)
Qsens= ∆H = 7470.14

Qlat= (m ∆Hfusion)

∆Hfusion=-∆Hagua-∆Hcal-mhielo× Cphielo fusion ×∆T-∆H airem hielo
∆Hfusion=32592.567J+1558.87J-5.366mol75.2518.5+7.25J5.366mol
∆Hfusion=4973.64 J/mol

Qlat= m ∆Hfusion

Qlat= (5.625mol)(4973.64J/mol)= 27976.72 J

Qhielo=7470.14 J + 27976.72 J

Qhielo=...
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