Informe fuerzas intermoleculares

UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACION
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA

Informe de Laboratorio N°5

“Capacidad calorífica del
calorímetro”

Nombre: Laura Mena-Francesca Osorio-Belén Núñez
Asignatura: Fisicoquímica I.
Profesor(a) cátedra: Jorge Rodríguez
Profesor(a) laboratorio: Víctor Bahamonde
Fecha de entrega: 02/junio /2014
Fecha de realización:28/Mayo/2014

I.

RESUMEN

En la quinta sesión de laboratorio se pretende a) determinar la constante del
calorímetro, gracias a la estabilización de una mezcla de agua fría con otra caliente,
(Ck=12,59cal/C) por otro lado, b) determinar el calor de fusión del hielo, el cual se
calculara debido al equilibrio que se establece entre, una masa de agua líquida y un cubo
de hielo que teóricamente es 80 cal/g yexperimentalmente se obtuvo ∆FH = 77,85cal/g.
Para realizar el experimento se armara un montaje especificado en el procedimiento
experimental, con el cual, a través de la utilización de un sensor de temperatura, y un
programa de análisis de datos “DATA STUDIO” se podrán determinar mediciones por
triplicado las cuales serán ocupadas para determinar el valor de cada dato pedido y a su
vez, cerciorarnosde la reproducibilidad de los experimentos.

2

II.

INTRODUCCIÓN

Al estar en contacto dos cuerpos diferentes con distintas temperaturas, se
producirá un equilibrio térmico, a una temperatura de equilibrio. En donde el cuerpo de
mayor temperatura cede calor (Q) al cuerpo que posee menor temperatura i. Recordando
que se denomina calor al proceso de transferencia de energía debido a unadiferencia de
temperatura entre dos cuerpos en contacto entre sí.
Un sistema adiabático como lo es el Calorímetroii, no se permite la transferencia
de energía en forma de calor con el entorno, pues entonces todo el calor que se encuentra
en el interior de este, se mantendrá. Por lo que en él se pueden determinar distintos tipos
de calores (hidrogenación, halogenación, neutralización, disolución, dilución,mezcla).
Un ejemplo de un sistema adiabático es el comúnmente llamado termo.
El sistema está constituido por el calorímetro, su contenido y el baño de agua. Está
térmicamente aislado y no efectúa trabajo sobre los alrededores por lo que no se producen
pérdidas ni ganancia de energía con el exterior del calorímetroiii:
q = m ce (T2 - T1)

Ec.1

Qsistema = 0

Ec.2

Por lo tanto,
m1 Ca (Teq-T1) + Ck(Teq- T2) + m2 Ca (Teq-T2) = 0

Ec.3

En donde:
m1
: masa de agua caliente.
m2
: masa agua fría.
T1
: temperatura del agua caliente.
T2
: temperatura del agua fría.
Teq : temperatura de equilibrio.
Ck
: constante del calorímetro.
Ca
: capacidad calorífica del agua.
Ck, la constante del calorímetroiv es necesario obtenerla, debido a que es la
cantidad de calor que el calorímetro puede absorber porgrado de aumento de temperatura.
Para ello se debe despejar de la ecuación 2, Ck, por lo que se obtiene:
Ck = - m2 Ca (Teq-T2) - m1 Ca (Teq-T1)
(Teq- T2)

Ec.4

Como se dijo anteriormente, mediante el estudio del calorímetro se pueden
obtener distintos calores, por ejemplo el calor latente LF definido como la cantidad de
calor por unidad de masa necesaria para fundir un sólido que coexiste con unlíquido a la
temperatura de fusión.
QF = ∆HF,m = L F,m

Ec.5

El sólido, hielo posee QF = ∆HF = L F = 80 cal/g.
Por lo tanto, para obtener el valor de ∆HF = QF / m2:
3

m2 Ch (Tf-T2) + QF + m2 Ca (Teq-T2) = Ck (Teq- T1)
Qa

Qb

Ec.6

Qc

Qa representa el calor necesitado por el cubo de hielo para pasar de la temperatura
T2 a la Tfusión = 0 ºC, QB es el calor absorbido en el cambio de fase delhielo de sólido a
líquido y Qc es el calor absorbido por al cubo de hielo, en estado líquido ahora, para
llegar a una Teq. Y el Qcedido en este caso
En donde m2 Ch (Tf-T2) = 0, por lo tanto, para obtener el QF :
QF = - Ck (Teq- T1) – m2 Ch (Teq-Tfusion) – magua,c Ce (Teq – T1)

Ec.7

Recordar que ∆fusiónH= Qf/m2 para obtener la entalpia de fusión.
La figura N°1 sirve para dilucidar quién absorbe y...