Calor Especifico De Metales Y Calor Latente De Fusion Del Hielo

CALOR ESPECIFICO DE METALES Y CALOR LATENTE DE FUSION DEL HIELO


Departamento de Física, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas,
Universidad del Valle


RESUMEN.
Se usa un calorímetro como sistema los mecanismos de trasferencia de calor que vamos a trabajar, se pudo establecer de manera experimental el calor especifico de de tres cuerpos de metal (aluminio, cobre y bronce); Cada unode ellos fueron colocados en una taza con agua la cual se le somete a calor con una estufa eléctrica, hasta que el agua comienza a hervir, así el cilindro de metal por equilibrio toma la alta temperatura del agua en ebullición.
Se saca del agua y se pone dentro del calorímetro, el cual tiene una masa de agua a temperatura ambiente, con un agitador se comenzó a revolver el agua, para facilitarel intercambio uniforme de calor entre los cuerpos (metal caliente y agua a temperatura ambiente) hasta llegar a un equilibrio de temperatura, tomando datos como masa y temperatura de los cuerpos que intervienen en el sistema, se pueden despejar fácilmente las incógnitas de las ecuaciones de equilibrio termodinámico y así determinar el calor especifico de cada uno de los metales con los que setrabajo.
Por otra parte usando el mismo calorímetro como sistema, se tomo un cubo de hielo a cierta temperatura y se coloco dentro del calorímetro, el cual esta vez tuvo agua hirviendo, de tal manera que el hielo se fundió y se alcanzo un equilibrio térmico en el agua. La transferencia de calor se da con la particularidad de que el agua transfiere calor adicional al hielo, en función de que estecambie de estado sólido a liquido.
Por esta razón para conocer el calor latente de fusión del hielo, se debe tener en cuenta para los cálculos el calor específico del agua líquida y el calor especifico del agua solida (hielo).

INTRODUCCIÓN
Este experimento permite reforzar los principios sobre transferencia de calor y las variables que inciden en él, como lo son la masa de cada cuerpo, suspropiedades como calor latente y especifico, su temperatura inicial y la temperatura a la cual se llego.
Los calorímetros son recipientes que presentan la propiedad de ser un buen aislante, de tal modo que se conserva la energía en el sistema que esta interactuando y no sale a los “alrededores” osea al medio ambiente (1). Al mezclar dos cantidades de sustancias a distinta temperatura se generauna transferencia de energía en forma de calor, el principio de conservación de energía en este sistema aislado, requiere que la energía que salga del material más caliente sea igual a la energía que entra al agua.
Qfria = -Qcaliente
La transferencia de calor se puede medir en Julios (J), ya que es en sí energía térmica, o en calorías. Dicho tránsito de energía se mantiene hasta que se igualanlas temperaturas, cuando se dice que ha alcanzado el equilibrio térmico.
Una sustancia suele experimentar un cambio en su temperatura cuando se transfiere energía térmica entre la sustancia y sus alrededores. Sin embargo, hay situaciones en las cuales la transferencia de energía térmica no produce un cambio de temperatura. Este es el caso siempre que las características físicas de la sustanciacambian de una forma a otra, lo que comúnmente se conoce como un cambio de fase. Los más comunes son sólido a líquido (fusión) y líquido a gas (ebullición). Todos los cambios de fase implican un cambio en la energía interna.
La energía térmica necesaria para cambiar la fase de una masa dada (m), de una sustancia pura es:
Q= ±m.L.
L representa el calor latente de fusión, el signo de la ecuaciónanterior será positivo, ya que cuando un cubo de hielo se derrite estamos agregándole energía al hielo. Q= m.L
El calor latente de fusión, Lf, es el término utilizado cuando el cambio de fase es de sólido a líquido (“fusionarse” significa fundirse, derretirse), y calor latente de vaporización, Lv, se emplea cuando el cambio de fase es de líquido a gas. (2) (Serway & Jewett, 2005, pág. 559)....