Practica 4

|[pic] |INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL |[pic] |
| |ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS | |
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||LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA II | |

PRÁCTICA No. CUATRO

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Determinación del calor latente de fusión de una substancia pura.

OBJETIVO: Utilizando un calorímetro adiabático a presión constante, obtener datos que permitan calcular el calor latente de fusión del hielo paracompararlo con el valor bibliográfico.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA:

Primera Ley de la Termodinámica.- Para entender la primera ley de la termodinámica, comencemos por analizar una situación real que se realiza diariamente calentar el agua, ejemplo que permita redondear esta idea; para lo cual se cuenta con un sistema en donde se efectúa el proceso de calentamiento del agua, desde una condición inicial ia una condición final f de equilibrio, al suministrar calor “Q” que permita hacer un cambio en la temperatura, desde Ti →Tf.
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NOTA

• Se habla de condición final, porque el agua hierve a 100 °C a nivel del mar, a presión de una atmósfera, independientemente de que se continué agregando más y más calor, la temperatura no aumentará.

• Esto debido a que los líquidos hierven, cuandola presión interna de estos se iguala con la presión externa, haciendo que el punto de ebullición permanezca constante a esa presión.

• El criterio anterior, permite entender 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 queal disminuir la presión el punto de ebullición también disminuye.
Este cambio en la temperatura del sistema, genera un cambio en la energía interna Ei→Ef al calentar el agua, haciendo que el sistema realice un trabajo “W,” mover la tapa del contenedor. Desde el punto de vista de las matemáticas el proceso se representa como: [pic] en donde el cambio de energía interna representa un incremento ΔE yeste incremento es una derivada por lo que se puede escribir como; [pic] ecuación que establece a la primera Ley de la Termodinámica.

La ecuación [pic], 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 masa contenida en un proceso.

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Después de calcular el valor[pic] se procede a cambiar la trayectoria del proceso manteniendo la misma condición inicial, para llegar hasta el estado final f; al repetir el proceso una y otra vez usando diferentes caminos en cada caso, el valor del cambio en la energía interna ΔE 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 dependendel camino tomado, pero el cambio total de energía interna ΔE no depende de cómo se pasa de un estado a otro, sino sólo de la condición inicial y final del proceso, conservándose de alguna forma la energía, esto es la primera ley de la termodinámica, como se ejemplifica en la figura siguiente.
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“La energía del universo, no se crea ni se destruye solo se transforma”, concepto comúnmenteconocido como el principio de conservación de la energía y en termodinámica se clasifica como: “La primera ley de la termodinámica, basada en las observaciones físicas, por lo que no está sujeta a demostraciones matemáticas”.

PERO ¿QUÉ ES LA ENERGÍA?.- En primer lugar se debe entender, que la energía en cualesquiera de sus formas se presenta como el producto de dos factores; uno de capacidad y...