Termo


INTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Laboratorio de Termodinámica de las Sustancias Puras

Práctica no. 4
“Determinación del calor latente de fusión en una sustancia pura”

Grupo: 1IM49

Fecha de elaboración:1-OCTUBRE-2012

Fecha de entrega: 8-OCTUBRE-2012

Horario: Lunes 9 AM-11 AM

Profesor: Ingeniero Jorge Jesús Bañales Glez.

Equipo:

INTEGRANTES
FIRMA
1.

2.

3.

4.

5.







Práctica no. 4
“Determinación del calor latente de fusión en una sustancia pura”

1. OBJETIVOS:
A través de un experimento, utilizando un calorímetro adiabático Dewar a presión constante, el estudianteobtendrá datos de masas y temperaturas para calcular el calor latente de fusión de hielo.



2. TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES:

Volumen de agua inicial en mL (Vagua)
Temperatura del agua inicial ti en °C
Masa del hielo y franela en g mbruta
Masa de franela húmeda en g mtara
Temperatura del agua final tf en °C

500


20.6

55

7.8

12
Datos adicionales:
Masa del vidrio= mv=180 g
Calor específico del vidrio= Cpvidrio= 0.837 J/g*K




3. DIAGRAMA DE FLUJO:





4. CÁLCULOS:

1. Calcular la densidad del agua a la ti

ρagua(ti)= 0.99998+3.5x10-5(ti)-6x10-6(ti)2

ρagua(ti)= 0.99998+3.5x10-5(20.6 °C)-6x10-6(20.6 °C)2

ρagua(ti)=0.99815484 g/mL

2. Calcula la masa del agua inicial (magua inicial) en gramos.

magua inicial=( ρagua(ti))(Vagua)magua inicial=(0.9981 g/mL)(500 mL)

magua inicial= 499.05 g

3. Calcula la cantidad de agua inicial (nagua) en mol.

nagua(inicial)= ; Masa Molar del agua= 18 g/mol


nagua(inicial)=

nagua(inicial)= 27.725 mol

4. Calcula la temperatura media (Tm) en kelvin

Tm=

Tm=

Tm= 289.45 °K

5. Calcula la capacidad calorífica del agua a la temperatura media (Cpm) sustituyendo laTm ( en kelvin) en la siguiente expresión:

Cpm= R(8.712+1.25x10-3Tm-0.18x10-6Tm2) Donde: R= 8.314

Cpm= (= 8.314 )(8.712+1.25x10-3(289.45 °K)-0.18x10-6(289.45 °K)2)

Cpm= 75.3142

6. Calcula el calor que pierde el agua inicial (Qagua) en J.

Qagua = (nagua(inicial))(Cpm)(Tf – Ti)

Qagua = (27.725 mol)( 75.3142 )(285.15 °K – 293.75 °K)

Qagua = -17957.5412 J

7.Calcula la cantidad de calor que pierde el vidrio (Qvidrio) en J.

Qvidrio = (mv)(Cpv)(Tf – Ti)

Qvidrio = (180 g)(0.837 J/g*K)( 285.15 °K – 293.75 °K)

Qvidrio = -1295.676 J


8. Calcula la cantidad de agua (nfusión) en moles producida por la fusión del hielo (agua de fusión=mfusión)

mhielo= mbruta-mtara

mhielo= 55 g- 7.8 g

mhielo= 47.2 g

mfusión= mhielo

nfusión=

nfusión=nfusión= 2.62 mol




9. Calcula la temperatura media del agua de fusión (Tmfusión) en kelvin.

Tmfusión=

Tmfusión=

Tmfusión= 279.15 °K



10. Calcula la capacidad calorífica del agua (Cpmfusión) en J/mol K

CpmFusión= R(8.712+1.25x10-3Tmfusión-0.18x10-6(Tmfusión)2

CpmFusión= (8.314 )(8.712+1.25x10-3(279.15 °K)-0.18x10-6(279.15 °K)2

CpmFusión= 75.2160 J/mol K


11.Calcula el calor que gana el agua de fusión (Qsensible) para elevar su temperatura de 273.15 a Tf.

Qsensible= (nfusión )(Cpmfusión)(Tf – 273.15 °K)

Qsensible= (2.62 mol )( 75.2160 J/mol K)(285.15 °K – 273.15 °K)

Qsensible= 2364.7910 J

12. Calcula el calor latente de fusión de hielo (ΔHfusión calculado) en J.

ΔHfusión calculado=

ΔHfusión calculado=


ΔHfusión calculado= 357.8056J


13. Calcula el porcentaje de error del ΔHfusión con respecto al valor exacto de 333.6 J/g.

%error de ΔHfusión = x100

%error de ΔHfusión = x100

%error de ΔHfusión = 7.25








5. TABLA DE RESULTADOS:

ρagua=
0.9981 g/mL

nagua inicial=
27.725 mol
Tm=
289.45 °K

Cpmagua=
75.3142
Qagua=
-17957.5412 J

Qvidrio=
-1295.676 J
nfusión=
2.62 mol...