practica 4. termodinamica II ESIQIE



E. S. I. Q. I. E.

Laboratorio de Termodinámica Básica II

Practica 4

Nombre del alumno:
Domínguez Sánchez Josué

GRUPO:
1PM21

Sección:
1

Turno:
Matutino



NOMBRE DE LA PRACTICA: determinación del calor latente de fusión de una sustancia pura.
OBJETIVOS
Utilizando un calorímetro adiabático a presión constante, obtener datos que permitan calcular el calor latentede fusión del hielo para compararlo con el valor bibliográfico.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Para entender el calor latente se debe comprender la primera ley de la termodinámica, comencemos por analizar una situación real que se realiza diariamente al calentar el agua, ejemplo que permitirá redondear esta idea; para lo cual se cuenta con un sistema en donde se efectúa el proceso de calentamiento delagua, desde una condición inicial i a una final f de equilibrio, al suministrar calor “Q” que permita hacer un cambio en la temperatura, desde .

NOTA
Se habla de condición final, porque el agua hierve a 100°C a nivel del mar, a presión de una atmosfera, independientemente de que se continúe agregando más calor y más calor, la temperatura no aumentara.
Esto debido a que los líquidos hierven,cuando la presión de estos se iguala con la presión externa, haciendo que el punto de ebullición permanezca constante a esa presión.
El criterio anterior, permite extender que el punto de ebullición de un líquido es función de la presión externa.
Por ejemplo: a nivel del mar el agua hierve a 100°C y 760 mmHg, en la ciudad de México el agua hierve a 93°C y 585 mmHg. Observando que al disminuir lapresión el punto de ebullición también disminuye.
Este cambio en la temperatura del sistema, genera un cambio en la energía interna al calentar el agua, haciendo que el sistema realice un trabajo “W” al mover la tapa del contenedor.
Desde el punto de vista de las matemáticas el proceso se representa como en donde el cambio de energía interna representa un incremento E y este incremento secalcula mediante una derivada por lo que se puede escribir como: dQ= dE+dW ecuación que establece a la primera ley de la termodinámica, en donde E representa a la energía interna Q el calor y W el trabajo realizado.
La ecuación dE=dQ-dW , es la relación más importante que tiene el hombre para su aplicación en la naturaleza, pues expresa la relación de la energía térmica y mecánica con la masacontenida en un proceso.
Si se considera que el cambio de la energía interna del sistema, es función de la temperatura y el volumen manteniendo la presión constante, entonces al hacer la derivada parcial de la energía se tiene.

El subíndice V nos indica que el proceso es a volumen constante y nos informa del cambio en la energía, cuando cambia la temperatura.
Si el volumen es constante, entonces eltrabajo realizado es igual a cero, haciendo que cambio de energía interna sea igual al calor suministrado. Entonces esta ecuación relaciona, el calor suministrado con respecto al cambio en la temperatura, manteniendo el volumen constante.
A la relación de calor suministrado con respecto del cambio en la temperatura teniendo el volumen constante se llama capacidad calorífica a volumen constantese clasifica como Cv.
Proceso a presión constante, al derivar e integrar entre limites la ecuación que establece a la primer ley de la termodinámica se tiene una propiedad diferente; la entalpia, que es igual al calor transferido, dando así a la capacidad calorífica a presión constante clasificada como Cp.
Retomando el ejemplo de calentar el agua, después de calcular el valor dE= dQ-dW seprocede a cambiar la trayectoria del proceso manteniendo la misma condición inicial, para llegar al estado final F, a repetir el proceso una y otra vez usando diferentes caminos en cada caso, el valor del cambio de la energía interna E para cada uno de los procesos se mantiene constante.
La explicación se debe a que; la magnitud del calor Q y el trabajo W, separados dependen de la trayectoria,...