ley de enfriamiento

LEY DE ENFRIAMIENTO, AGUA – DISOLUCIÓN SALINA

La temperatura de las disoluciones en el proceso de enfriamiento es evaluado considerando la ley de enfriamiento de Newton, se midió el enfriamiento del agua y una disolución salina de cloruro de sodio a 2248m sobre el nivel del mar, con termómetros de inmersión parcial, durante una hora en intervalos de cinco minutos. El análisis de los datos derealizó usando métodos gráficos adecuados para esta ley.
Los resultados obtenidos muestran una diferencia de enfriamiento considerable entre el agua y la disolución salina, siendo esta última la que enfría más rápidamente. Se concluye que la disolución salina enfría más rápido, debido a sus propiedades coligativas que difieren del agua por el soluto que tiene disuelto, ya que este le otorga unapresión de vapor mayor a la disolución.

INTRODUCCIÓN
El enfriamiento de un sistema esta guiado por la Ley del enfriamiento de Newton, quien observó que al calentar al rojo un bloque de hierro y tras retirarlo del fuego, el bloque se enfriaba más rápidamente cuando estaba muy caliente y más lentamente cuando su temperatura se acercaba a la temperatura del aire. (1) Esta ley tiene aplicacionesmuy útiles ya que nos sirve para hallar la temperatura de un sistema dado, en un tiempo determinado.
Para poder realizar un buen registro de cada una de las mediciones necesarias durante este enfriamiento es necesario conocer cuáles son los termómetros que más nos favorecen y que estos tengan una calibración correcta, o al menos conocer el margen de error.
Existen cuatros tipos de termómetros:bimetálico, bulbos y capilar, resistencia y vidrio. (2)
Pero para la medición de temperaturas en el proceso de enfriamiento en un laboratorio escolar es más viable la utilización de los termómetros de vidrio de inmersión parcial, los cuales están diseñados para indicar la temperatura correctamente cuando el bulbo y una porción específica de la columna están inmersos en el medio a la temperaturaque va a ser medida. (3)
En estos termómetros de vidrio es fácil ajustar su escala de medición en caso de no estar calibrados, con tan solo medir el punto de congelación y ebullición de una sustancia ya conocida, por ejemplo el agua (0 °C y 92.5 °C en el D.F.), se verifican estos dos puntos y simplemente dichas mediciones se sustituyen en una formula matemática y así se obtiene la temperaturacorrecta de cualquier temperatura medida con dicho termómetro. (4)
El presente trabajo tuvo como fin analizar el comportamiento de enfriamiento del agua y la disolución de cloruro de sodio por lo que el supuesto fue que debido a que el punto de ebullición de la disolución de cloruro de sodio es mayor que la del agua esta se enfriaría más rápido según la ley de Newton.
MÉTODO
Este análisis, serealizó en campus II de la FES-Zaragoza, D.F., a una altura de 2248 m sobre el nivel del mar y al inicio una temperatura de 22 °C, los registros se realizaron durante una hora después de retirar las dos sustancias de la parrilla eléctrica de calentamiento.
Calibración
Para llevar a cabo la medición de los registros, se inició con verificar que los dos termómetros que se utilizaron tuvieran bienalojados el punto de ebullición y congelación de una sustancia conocida, en este experimento se utilizó el agua, primero se verificó el punto de congelación para ello se colocó hielo fino en un embudo de tallo corto, el cual se sujetó con un anillo metálico en el soporte universal, con el apoyo de una pinza de doble presión se sujetó en el mismo soporte el termómetro, y se introdujo en el hielo elbulbo el cual quedó completamente cubierto, se esperó alrededor de 5 minutos para que la columna emergente de mercurio se estabilizara y se tomó el registro del punto de congelación, se tomaron dos registros más a intervalos de 2 minutos. Posteriormente se verificó el punto de ebullición para el cual se calentaron 100 mL de agua en un vaso de precipitado hasta su punto de ebullición, a esta se...