Asignatura: Física Térmica y Ondulatoria Entrega Cuarto Laboratorio (Calor de fusión del hielo) Presenta: Andres Felipe Carrillo González Daniela Escobar Torres David Esteban Pérez Cualtan Juan José Vargas Gómez Eduardo Moldon Valderrama Docente: PhD. Luis Gerardo Pedraza Fecha de Realización 10 de mayo de 2019 Colombia, Santiago de Cali 17 de mayo de 2019 PROCEDIMIENTO Primero procedimos a pesar el calorímetro vacío utilizando la balanza, después le adicionamos agua y volvemos a pesarlo para así determinar la masa del agua, luego medimos su temperatura. Teniendo estos datos se coloca dentro del recipiente un bloque de hielo a 0°C, para así variar la temperatura dentro del sistema. CALCULOS Y RESULTADOS Tabla de datos y cálculos 1. Masa del vaso del calorímetro 2. Masa del vaso del calorímetro con agua 3. Masa del agua 4. Masa del vaso del calorímetro con agua después de que el hielo se ha derretido 5. Masa del hielo 6. Calor específico del vaso 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 21. Temperatura mezcla (hielo-agua) 22. Incertidumbre propagada en L de fusión del hielo 72.5g±0.05g 323.0g±0.05g 250.5g±.05g 339.0g±0. 05g 16.0g±0.05g -4.0x10^5J 25°C ±0.5°C 25°C ±0.5°C 19°C ±0.5°C 19°C ±0.5°C °6C ±0.5°C 9.4x10^1cal± 3.8 cal 1.5x10^3cal± 60 cal 1.6x10^3cal± 64 cal 3x10^2cal± 2 cal 1.2x10^3cal± 4.0 cal 5,3x10^3 J±17J 334.7 J/g 5J/g 1% 0°C ±0.5°C 5x10 Datos extra: 1cal = 4,186J, L fusión hielo 334,7 x10 3 J / kg , c H 2O 4190 J / kg o C , c Al 910 J / kg o C . PREGUNTAS 1. ¿Un bloque de hielo a 0 oC, del tamaño de una pequeña taza de café, tiene más energía térmica que una tasa de té caliente a 100 oC? Explique, haciendo suposiciones. u = n.Cv.T No, ya que la energía térmica está relacionada con la temperatura y la masa de los objetos, en este caso la temperatura de la taza de té caliente es de 100°C lo que hace que adquiera una mayor energía térmica, al igual que su masa es mayor relacionada con la del bloque de hielo, mientras que la temperatura del bloque de hielo, al tener su temperatura en 0°, va a tener una energía térmica 0. 2. ¿Qué fuentes de error afectan sus resultados? Compare las suposiciones teóricas vs. la realidad experimental. Existen diferentes factores que afectan que la realidad experimental sea diferente de la suposición teórica, primero el calorímetro no era muy avanzado y no estaba perfectamente sellado, lo cual cambia muchos los resultados, además el hielo que se encontraba a 0 ºC fue manipulado con la mano del laboratorista y expuesto al ambiente, lo cual le atribuye un aumento de temperatura antes de entrar en contacto con el agua del calorímetro, pues en esos pocos segundos su temperatura pudo aumentar. CONCLUSIONES Se reconoció el calor como una forma de energía, pues gracias a la experimentación se observó como los cambios de temperatura ocasionan cambios en la materia, como en este caso un cambio de fase. Concluimos que el hielo cambia la temperatura del sistema rápidamente, es decir gana calor del agua a temperatura ambiente y de la misma forma el agua empieza a perder calor disminuyendo su temperatura. Se comprobó que la energía inicial y la final de un sistema se conservan, ya que el calor es una forma de energía de transferencia entre un sistema y otro, debido a los distintos niveles de temperatura de los cuerpos. Al haber contacto entre cuerpos el que se encuentra a una mayor temperatura transfiere energía en forma de calor al otro cuerpo hasta que se llega a un equilibrio térmico. A lo largo de la práctica observamos que es necesario emplear unos instrumentos más precisos en el laboratorio para que las medidas de calor sean más exactas, en esta ocasión al tener un calorímetro inferior no fue viable llegar a los resultados a los que con teoría se debía obtener. ANEXOS 12. Masa de vaso * C Al *ΔT (0,0725 kg) x (910 J / kg ℃) x (19,0 ℃ - 25,0 ℃) = - 395,85 J = -94,5652 cal 13. Masa de agua * C H2O *ΔT (0,2505 kg) x (4190 J / kg ℃) x (19,0 ℃ - 25,0 ℃) = - 6297,57 J = -1504,4362 cal 14. Calorías perdidas vaso + caloría perdidas agua = calorías perdidas total -94,5652 cal -1504,4362 cal = -1599,001416 cal 16. masahielo . Lfusión = calorías para derretir hielo 16.0g . 334x10^3 J/kg . 1 kg/1000g = 5325J = 1279.3calorías 15. Calorias necesarias para elevar la temperatura hasta el equilibrio masahielo . cH2O . deltaT 16,0g . 4,19 J/g.°C .*19°c = 1273,76 J = 304.29calorías
