INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA ACADEMIA DE FISICOQUÍMICA LABORATORIO DE TERMODINÁMICA Práctica No.2 Ley cero de la termodinámica Reporte No.2 Grupo: 1IM13 Equipo: 2 Integrantes: García Galicia Fernanda Berenice Gómez Hernández Jessica Vanessa González López Luis Yair Guerrero Mier y Terán Saori Hernández Mata Guillermo Antonio Profesor: Jorge Carlos Hernández García Fecha de elaboración: 31 de agosto del 2021 Fecha de entrega: 06 de septiembre del 2021 Equipo:2 1. Práctica No. 2. Ley cero de la termodinámica 2. Objetivo 2.1. Por medio de datos de temperatura obtenidos experimentalmente por el estudiante y de un balance de energía comprender y aplicar el concepto de equilibrio térmico para establecer la ley cero de la termodinámica 3. Tabla de datos experimentales 3.1. Volumen de agua Fría Vagua F (mL) Temperatura de agua Fría tF (°C) EQUIPO 2 Volumen de agua Caliente Vagua C (mL) 180 27 170 Temperatura del agua Caliente tC (°C) Temperatura de Equilibrio (°C) tEq (°C) 55 41 4. Cálculos y gráficas (en hoja milimétrica, o en excel) 1.- Calcula la densidad del agua fría (ρagua F) en g/mL ρagua F = 0.99998+3.5x10-5 (tF) – 6x10-6 (tF)^2 ρagua F =0.99998+0.00035*27C°-0.000006*(27)^2 ρagua F =0.99998+0.000945-0.004374 ρagua F =0.996551 g/mL 2.- Calcula la masa del agua fría(magua F) en gramos. magua F = (ρ agua F) (V agua F) magua F = (0.996551 g/mL)(180mL) magua F =179.37972g 3.- Calcula la cantidad de agua fría(nagua F) en mol. n agua F= m agua F/M agua M agua = masa molar del agua = 18 g/mol n agua F = 179.37972g / (18g/mol) 1 Equipo:2 n agua F = 9.96554 mol 4.- Calcula la densidad del agua caliente (ρagua C) en g/mL. ρagua C = 0.99998+3.5x10-5 (tC) – 6x10-6 (tC)^2 ρagua C = 0.99998+3.5x10-5 (55°C) – 6x10-6 (55°C)^2 ρagua C = 0.99998+0.001925 – 0.01815 ρagua C = 0.983755 g/ml 5.- Calcula la masa de agua caliente en gramos m agua C = (ρ agua C) (V agua C) m aguaC=(0.983755)(170)= 167.238 g m aguaC= 167.238 g 6.- Calcula la cantidad de agua caliente (nagua C) en mol n 〖agua〗_C=〖M agua 〗_C/(M agua) Magua= (-2.7582 g)(18 g/mol) = -.1532 mol Magua= -.1532 mol 7.- Determina la temperatura de Equilibrio calculada (tEq. calc) en °C tEq. calc= ( 9.96554 mol)(27°C)+( -.1532 mol)(55°C) 9.96554 mol+-.1532 mol tEq. calc=269.0695-8.42/9.81234 tEq. calc=26.5634 °C 8.- Calcula el % de variación de la temperatura de equilibrio %var= 26.5634 °C- 41 °C/26.5634 °C x100 %var=54.34% 2 Equipo:2 5. Tabla de resultados Densidad (g/mL) Masa (g) Cantidad de sustancia (mol) Temperatura de equilibrio (ºC) Porciento de variación. ρagua F =0.996551 g/mL magua F=179.37972g nagua F= 9.96554 mol tEq. exp =41 % Var =54.34% nagua C=.1532 mol tEq. calc=26.5634 °C ρaguaC=0.983 magua C= 755 g/ml 167.238 g °C 6. Cuestionario 6.1. ¿En la experimentación se llegó al equilibrio térmico? ¿Por qué?. - Se llegó al equilibrio térmico cuando ambas partes del sistema alcanzaron la misma temperatura y dieron los mismos valores en los cálculos. 6.2. ¿La transferencia de calor fue rápida? ¿Cómo supiste que se llegó al equilibrio térmico?. - Se sabe que se llegó al equilibrio térmico cuando a la hora de medir la temperatura con un termómetro, ambos sistemas tienen la misma. 6.3. Si al sistema de agua fría le llamamos A, al de agua caliente B y al del termómetro C; expresa la ley cero de la termodinámica en forma de una ecuación matemática.. - tA = tC , tB = tC 6.4. Compara la “tEq. exp“ contra la “tEq. calc“ y menciona las posibles causas por la que son diferentes. - Son diferentes debido a que la temperatura que es medida con un termómetro (tEq. exp) puede llegar a variar un poco en comparación a la temperatura que fue sacada por cálculos y fórmulas (tEq. calc) , pero siempre hay que quedar dentro del margen de error cuidando que los resultados no se alejen tanto entre sí. 3 Equipo:2 7. Conclusión 7.1. 7.2. En esta práctica analizamos lo que es y cómo se logra el equilibrio térmico, también aprendimos las partes que componen un sistema termodinámico como las paredes adiabáticas y diatérmicas. Con ayuda de un termómetro podríamos observar si se llegó al equilibrio de temperatura, pero en casos como este, en el que no contamos con dicha herramienta, podemos verlo a través de cálculos y fórmulas, de los cuales los resultados pueden llegar a variar un poco, pero no deberían salirse del rango de error. 7.3. 4
