Cambio de entalpía de fusión del hielo: calor latente de fusión del hielo M. en C. Gerardo Omar Hernández Segura CAMBIOS DE FASE Gas condensación deposición sublimación vaporización Sólido fusión solidificación CONCEPTO DE CALOR CALOR es la energía transferida entre un sistema termodinámico y sus alrededores, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos.. CONCEPTO DE CALOR T2 > T1 T1 Equilibrio Q T1 = T2 T2 Térmico ¿Siempre que transferimos energía en forma de calor a un sistema aumenta su temperatura? Sensible Q = mc∆T Calor sensible es la cantidad de calor que absorbe o cede un sistema para cambiar de temperatura sin que se modifique su estado de agregación. Latente q =esmλ Calor latente la cantidad de calor que absorbe o cede un sistema para cambiar de estado de agregación sin que se modifique su temperatura. λ es una propiedad intensiva. Un caso particular: Agua a P = 1 atm H2O (s) t = −5ºC hasta H2O (g) t = 130ºC A H2O(s) ­5ºC Q B C H2O(s) 0ºC H2O(l) 0ºC q Q D E H2O(l) 100ºC H2O(g) 100ºC fusión q F Q H2O(g) 130ºC vaporización T(K) F 393.15 D 373.15 B 273.15 E C A 268.15 Q(cal/mol) ALREDEDORES. SISTEMA TIPOS DE CALOR LATENTE λ fusión = −λsolidificación λvaporización = −λcondensación λsublimación = −λdeposición Parte experimental PARTE EXPERIMENTAL Primera parte Método de mezclas 1) 2) •Depositar 100 mL de agua fría (temperatura ambiente) en el Dewar Calentar 400 mL agua hasta que alcance su temperatura de ebullición •Esperar a que se alcance el equilibrio térmico (Dewar­agua) Vaso Dewar •Registrar temp. durante 5 min (tH2O f ) 4) 3) •Añadir los 100 mL de agua caliente al Dewar Tomar 100 mL de agua caliente y registrar su temperatura (tH2O c ) •Registrar el tiempo de mezclado •Registrar temperatura de la mezcla durante 5 min (teq) Vaso Dewar 13 Calibración del calorímetro T(ºC) teq t1 Tiempo(min) DETERMINACIÓN DE LA Determinación de la constante del calorímetro CONSTANTE Método de mezclas DE CALORÍMETRO Método de mezclas Qganado = ‒Qcedido QH2O fría + Qcalorímetro = ‒ QH2O caliente m H2O f c H2O (t eq ‒ t 1) + K (t eq –t 1) = ‒ m H2O c c H2O (t eq ‒ t 2 ) (m H2O f c H2O + K) (t eq ‒ t 1 ) = ‒ m H2O c c H2O (t eq ‒ t 2 ) mH 2O ,c cH 2O (t2 − teq ) K= − mH 2O cH 2O (teq − t1 ) PARTE EXPERIMENTAL Segunda parte Determinación de la variación de la entalpía de fusión del hielo o calor latente de fusión del hielo 1. Colocar en un frasco Dewar 175 ml de agua y mide la temperatura, ajusta la temperatura a 6 ºC 2. Tapa y registra la temperatura cada 30 seg durante 5 min 3. Por el minuto 4, tara en la balanza un vidrio de reloj. 4. Pesa aprox. 25 g de hielo secado previamente con una servilleta de papel y colócalo rápidamente en el frasco Dewar al minuto 5. 5. Agita constantemente y registra la temperatura cada 15 seg hasta llegar a la temperatura mínima. 6. Prosigue con las lecturas cada 30 seg durante Cambio de entalpía de fusión del hielo T(ºC) t1 tfus = 0 ºC teq Tiempo(min) DETERMINACIÓN DEL CALOR LATENTE DE FUSIÓN Qganado = −Qcedido Qhielo = − ( QH 2O + QK ) mhielo λ fus + mhielo cagua ( teq − t fus ) = −magua cagua ( teq − t1 ) − K ( teq − t1 ) λ fus = −magua cagua ( teq − t1 ) − K ( teq − t1 ) − mhielo cagua ( teq − t fus ) mhielo Como P = cte: λ fus = ΔHfus Valor teórico: λ fus cal = 80 g Obtener el valor experimental y calcular el % de error. Profesor: M. en C. Gerardo Omar Hernández Por su atención ¡Gracias! ¡Gracias por su atención! Segura e­mail: [email protected]