Practica 2 primera ley de la termodinamica

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA II

PRACTICA NO. 2
“PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA APLICADA A LA DETERMINACIÓN DEL CALOR LATENTE DE FUSIÓN”

ALUMNO: CORONA GARCÍA EDGAR DAVID

GRUPO: 2IM3

SECCIÓN: “A”

EQUIPO: 4

FECHA EXPERIMENTACIÓN
12-MARZO-2010

FECHA ENTREGA
26-MARZO-2010OBJETIVO

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

COMENTARIOS DEL DESARROLLO EXPERIMENTAL:

En el desarrollo de la práctica se comenzóllenando el matraz aforado al volumen especificado de agua, en este caso lo tuvimos que llenar dos veces y echárselos al vaso metálico del calorímetro y se tomo la temperatura inicial.
Antes de iniciar le experimento se peso el hielo y se tomo como la masa bruta; Enseguida se coloco en hielo dentro del vaso cuidando de no aventarlo y sacar agua del vaso, se tapo y se colocaron los complementos. Setomo la temperatura y se conecto el calorímetro hasta dejar pasar diez minutos y ver que sucedía dentro del vaso

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Variables experimentales Valores
Volumen del agua (v) 2000 ml
Masa bruta (mb) 84.3 g
Masa tara (mt) 15.2 g
Temperatura inicial (Ti) 23.6 °C
Temperatura final (Tf) 20.7 °C

Qtotal= Qagua + Qcalorímetro + Qaire + Qhielo= 0

1.1)
Qagua= (mCp)agua ΔT----------------- Calor del Agua

magua= ρagua* V

Densidad del Agua
ρagua = 0.99998+3.5x〖10〗^(-5)t-6〖x10〗^(-6) t^2
= 0.99998+3.5x〖10〗^(-5)(22.15)- 6〖x10〗^(-6) 〖(22.15)〗^2
= 0.99781 g/ml

Tpromedio= (T1+T2)/2= (23.6+20.7)/2= 22.15°C

Cp agua
magua= ρagua* V = (0.99781g/ml)*(2000 ml) = 1995.62 g

nagua= 1995.62 g* (1 mol)/(18 g) = 110.8677 molCp/Ragua = 8.712+ 1.25〖x10〗^(-3)T-0.18〖x10〗^(-6) T^2

= 8.712+ 1.25〖x10〗^(-3)(295.3)- 0.18〖x10〗^(-6) (〖295.3〗^2)
= 9.0654

Cpagua = 9.0654* (1.987cal/mol k) = 18.0129cal/mol k

ΔT = Tf-Ti = 20.7°C-23.6°C = -2.9°C

ΔT = Tf-Ti = 293.85 k – 296.75 k = -2.9 k

Calor del Agua
Qagua= (mCp) agua ΔT

Qagua = 110.8677 mol*(18.0129cal/mol k)*(-2.9 k)= -5791.4415 calQcalorímetro = Qlaton + Qcaucho-------------Calor del Calorímetro

Qlaton = QCu + QZn Masa latón = 980 g

Capacidad Calorifica Cu y Zn
“Cu”
QCu = (mCp)Cu ΔT

mCu = 0.65 (masa latón) = 0.65(980g) = 637 g

nCu = 637 g* (1 mol)/(63.54 g) = 10.0251 mol

CpCu =5.44+ 0.001462 T = 5.44 + 0.001462*(295.3) = 5.8717 cal/ mol k

QCu = (mCp)Cu ΔT

QCu = (10.0251mol*5.8717 cal/ mol k)*(-2.9k) = -170.7067 cal

“Zn”
QZn = (mCp)Zn ΔT

mZn = 0.35 (masa latón) = 0.35(980g) = 343 g

nZn = 343 g * (1 mol)/(65.4 g) = 5.2446 mol

CpZn = 5.25 + 0.00270 T = 5.25 + 0.00270 (295.3k) = 6.0473 cal/mol k

QZn = (mCp)Zn ΔT

QZn = (5.2446*6.0473 cal/mol k)*(-2.9k) = -91.97 cal

>>mcaucho= 12 g Cpcaucho= 0.415 cal/g °C

Partes del CalorímetroQcalorímetro = Qmetal + Qcaucho
Qmetal = -170.7067 cal + (-91.97 cal) = -262.6767 cal

mcaucho= 12 g Cpcaucho= 0.415 cal/g °C

Qcaucho= (mCp)caucho ΔT = (12 g* 0.415 cal/g°C)*(-2.9°C)= -14.442 cal

Qcalorímetro = Qmetal + Qcaucho
Qcalorímetro= (-262.6767cal) + (-14.442cal) = -277.1187 cal

Qaire = nCp ΔT --------------------------------------Calor del Aire

hbarom= 588 mmHg* (1atm)/(760 mmHg) = 0.7736 atm

naire = ((0.7736 atm)*(2 L))/((0.08206 atmL/(mol K))*(295.3k)) = 0.0638 mol

Cp aire

Cp = [3.355 + 0.575〖x10〗^(-3) T-0.016〖x10〗^5 T^(-2)]*R
= [3.355+0.575 〖x10〗^(-3) *(295.3°C) – 0.016〖x10〗^5*〖(295.3°C)〗^(-2)]*(1.987 cal/mol K)
= 6.9673 cal/mol K

Qaire = n Cp ΔT= (0.0638 mol)*(6.9673 cal/mol k)*(-2.9K)= -1.2890 cal

Qhielo = Qsensible +...