Física II

Física II
PRACTICA No. 4
CALOR DE FUSIÓN DEL HIELO
1. OBJETIVO
1.1 Reconocer el calor como una forma de energía.
1.2 Ampliar el concepto de conservación de la energía a procesos que involucran
transferencia de calor.
1.3 Determinar el calor de fusión del hielo.
2. MARCO TEÓRICO
Cuando se suministra calor a un cuerpo a presión constante, el resultado es un incremento
de la temperatura del cuerpo. A veces el cuerpo puede absorber grandes cantidades de calor
sin variar su temperatura. Esto ocurre durante un cambio de fase, es decir cuando la
condición física de la sustancia está variando de un estado a otro.
Cuando una sustancia pasa de una forma sólida a una forma líquida o gaseosa, sus
moléculas que estaban juntas se mueven alejándose unas de otras. Esto exige que se realice
trabajo contra las fuerzas atractivas que mantienen unidas las moléculas. Esta energía
aumenta la energía potencial de las moléculas mas que incrementar su energía cinética, por
lo tanto la temperatura de la sustancia, que en cierta forma es una medida de la energía
cinética media de sus moléculas, no varía.
Se necesita una cantidad específica de energía térmica para el cambio de fase de una
cantidad determinada de sustancia:
Q = m Lf
Así Lf es la cnatidad de calorías que se requieren para fundir una unidad de masa de
sustancia cuando esta se encuentra en su punto de fusión.
3. PROCEDIMIENTO
En el presente experimento usted determinará el calor latente de fusión del hielo mediante
el método de las mezclas para ello mezclará un bloque de hielo que se encuentra a la
temperatura de fusión del agua con cierta cantidad de agua contenida en un calorímetro de
aluminio.
Llene la tabla 1 para dos muestras de hielo.
Tabla 1
MUESTRA 1
MUESTRA 2
1. Masa del calorímetro
2. Masa del calorímetro con agua
3. Masa del agua
4. Masa del calorímetro con agua después de
que el hielo se ha derretido.
5. Masa del hielo
6. Calor específico del calorímetro
7. Temperatura inicial del agua
8. Temperatura inicial del calorímetro
9. Temperatura final del agua
10. Temperatura final del calorímetro
11.Cambio de temperatura del agua y
calorímetro.
12. Calorías perdidas por el calorímetro
13. Calorías perdidas por el agua
14. Total de calorías perdidas
15.Calorías necesarias para elevar la
temperatura del agua resultante de la fusión
del hielo hasta la temperatura de equilibrio.
16. Calorías usadas para derretir el hielo.
17. Calor de fusión del hielo.
18.Valor aceptado para el calor de fusión del
hielo.
19. Error
20. Porcentaje de error.
4. PREGUNTAS



¿Un bloque grande (aproximadamente unos cuatro cubitos de hielo) de hielo a 0 oC
tiene más energía térmica interna que una tasa pequeña de té caliente a 100 oC?.
Explique.
Dos cucharas de la misma masa una de oro y otra de vidrio sumergidas en una tasa de
café caliente, alcanzarán una nueva temperatura de equilibrio junto con el café. ¿Cuál
cuchara requerirá mayor cantidad de energía térmica interna para alcanzar la
temperatura de equilibrio?. ¿Porqué?.
¿La evaporación como tal es un proceso térmico de enfriamiento o de calentamiento?.
5. BIBLIOGRAFÍA
Eugene Hecht. Física en Perspectiva. Addison Wesley Iberoamericana. Capítulo 8. 1.987