practica 8 cambio de entalpia

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química
Laboratorio de Termodinámica
Practica 8. Cambio de entalpia de fusión del hielo (calor latente de fusión del hielo)
Equipo: 4
Grupo: 18
Profesor: Hernández Segura Gerardo Omar
Fecha de entrega: Viernes, 23 de octubre de 2015


Objetivos:
Determinar la capacidad térmica del calorímetro.
Observar las diferentes formas de la manifestaciónde la energía.
Determinar la variación de entalpia de fusión de hielo.
Introducción
La entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, elcambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energíainterna, p es la presión y V es el volumen.

Cuando una sustancia cambia su temperatura ocurre un cambio de estado o de fase. El cambio de fase de una sustancia tiene lugar a temperaturas y presiones definidas. El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización. 
Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperaturaconstante. La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase sin cambiar la temperatura se llama calor latente; Existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización. 
Una sustancia suele experimentar un cambio en su temperatura cuando se transfiere energía térmica entre la sustancia y sus alrededores. Sin embargo, hay situaciones en las cuales la transferencia de energía térmica noproduce un cambio de temperatura. Este es el caso siempre que las características físicas de la sustancia cambian de una forma a otra, lo que comúnmente se conoce como un cambio de fase. Algunos cambios de fase comunes son sólido a líquido (fusión), líquido a gas (ebullición) y un cambio en la estructura cristalina de un sólido. Todos los cambios de fase implican un cambio en la energía interna.La entalpía de fusión del hielo, ΔHf, se define como la cantidad de calor necesaria para pasar la unidad de masa de hielo del estado sólido al líquido a la temperatura de fusión del mismo. 
Si la presión bajo la cual se produce el cambio de fase se mantiene constante e igual a 1 atmósfera, la temperatura de fusión también se mantiene constante y es igual a 0ºC.
(ΔHf también suele denominarse calor“latente” de fusión ya que, durante este cambio de estado, el calor que absorbe el hielo no origina cambio alguno de su temperatura, como si estuviera “oculto o escondido”). Al fundirse el hielo, esta ganancia de energía se transforma en el trabajo de contracción de volumen (el hielo es menos denso que el agua a la misma temperatura).
Cuando una masa m de hielo cambia de estado sólido al líquido,a presión y temperatura constantes, absorbe de su entorno una energía igual a:
Q= m ΔHf
Material y equipo
1 frasco Dewar de 300 mL
1 probeta de 100 mL
1 termómetros digitales
1 balanza
1 vaso de precipitados de 600 mL
1 cronómetro
1 vidrio de reloj
1 guante
Reactivos empleados
Agua del grifo
hielo
Toxicidad de los reactivos empleados
Agua

Sin riesgo alguno, totalmente estable en condicionesnormales.
El hielo
Al igual que el agua no es peligroso, aunque se debe evitar manipular con las manos descubiertas, ya que se podrían provocar quemaduras leves en la piel.

Tabla de datos experimentales y resultados
Tabla 1. Capacidad térmica del calorímetro
Tiempo (minutos)
Temperatura (°C)
00:00
20.5
00:30
20.5
01:00
20.5
01:30
20.5
02:00
20.5
02:30
20.5
03:00
20.6
03:30
20.7
04:00
20.7
04:30...