Practica 5 Termo

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) Departamento de formación básica

LAB ORATORIO DE TER MODIN ODINÁMI ÁMICA CA DE LAS SUSTANCIAS PURAS.

Profesor. Alberto Mijares Rodríguez

PRÁCTICA NO. 5 DETERMINACIÓN DEL CALOR EN UN PROCESO DE UNA FUSIÓN DE UNA SUSTANCIA PURA.

Equipo: 1

   

López Gonzales Virginia Isela Mancera Almaraz Karla Berenice Mora García Yessica Nallely Reynosa Velázquez Martha Cecilia GRUPO: 1IV22

26-Oct-2016.

PRACTICA NO. 5 DETERMINACIÓN DEL CALOR EN UN PROCESO DE UNA FUSIÓN DE UNA SUSTANCIA PURA.

DIAGRAMA DE BLOQUES.

Medir la temperatura ambiente

Destapar el calorimetro y agregar dos hielos

Agitar hasta que la temperatura se mantenga estable

Medir el vaso dentro del calorimetro y el agitador

Tapar y agitar durante 30 segundos

Regresar el agua del calorimetro a la probeta y medir el volumen final

Medir 1.70 mL de agua

Introducir el agua al calorímetro

Secar el calorímetro con la franela

EQUIPO 1

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Práctica 5


OBJETIVOS: A través de una experimentación, utilizando un calorímetro cenco a presión constante, el estudiante obtendrá datos de masas y temperaturas, para calcular el calor involucrado en un proceso de fusión de hielo y determinar si el calorímetro utilizado es adiabático.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES. Temperatura Masa de ambiente aluminio (tamb) en °C (m Al) en g

26°C

54.1g

Volumen de agua inicial (Vagua) en mL

Temperatura Temperatura Volumen de inicial final agua final (ti) en °C (tf ) en °C (Vf ) en mL

170mL

24.5°C

13°C

193mL

CÁLCULOS 1.- Calcula la densidad del agua (ρ agua) a la temperatura inicial.

  =0.99998+3.5×10−  6∗10−   /  =0.99998+3.5×10−24.5° 6∗10−24.5° = . / 2.- Calcula la masa de agua inicial (m agua inicial) en gramos.

  =    170  =.   =0.997  3.- Calcula la cantidad de agua (n agua) en mol.

   =     = 18169.49 / = .  EQUIPO 1

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Práctica 5


4.- Calcula la temperatura media (T m) en Kelvin:

 =  +2   = 24.5+273.152+13+273.15 = 297.65+286.15 = .  2 5.- Calcula la capacidad calorífica del agua a la temperatura media (C p(m)) sustituyendo la Tm (en kelvin) en la siguiente expresión.

  =8.712+1.25 ×10− 0.18× 10−  =8.314 ∗  8.712+1.25 ×10−291.9 0.18× 10− 291.9  =8.314 ∗  = .  6.- Calcula el calor que cede el agua inicial al hielo (Q agua inicial) en J

  =         = 9.416  75.337  286.15297.65  = . 7.- Calcula la cantidad de aluminio (n Al) en mol

 =   = 2754.1 =2.003  

  = 27 

8.- Calcula la capacidad calorífica molar del alumnio (cp mAl) Sustituyendo T m (en Kelvin) en la siguiente expresión

  =2.4172+1.62 ×10− =8.314 ∗  2.4172+1.62 ×10−291.9  =8.314 ∗  = .  EQUIPO 1

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Práctica 5


9.- Calcula el calor que cede el aluminio al hielo (Q Al) en J

 =       = 2.003 24.028  286.15297.65  = .  10.- Calcula la densidad del agua (ρ agua (t final)) a la temperatura inicial.

  =0.99998+3.5×10−( ) 6∗10−    /  =0.99998+3.5×10−13° 6∗10−13° = . / 11.- Calcula la masa de agua inicial (m agua final) en gramos.

  =     193  =.   =0.999  12.- Calcula la cantidad de agua (n agua final) en mol.

  =     = 192.807 18 / =. 13.-Calcula la cantidad de agua de fusión (n agua de fusión ) en mol

 ó =      ℎ =   ó  ó = 10.711 9.4 16 = .  ℎ =   ó = .  14.- Calcula la temperatura promedio del agua de fusión (T prom) en kelvin

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Práctica 5


 =  +2   =273.15  = 286.15+273.15 = .  2

  

15.- Calcula la capacidad calorífica del agua de fusión del hielo a (T prom)

    =8.712+1.25 ×10− 0.18× 10−  =  8.314 ∗  8.712+1.25 ×10−279.65 0.18× 10− 279.65  =8.314 ∗  ó = .  16.- Calcula el calor sensible del agua proveniente de la fusión (Q sensible) en J

 =  ó   ó    286.15273.15  = 1.295  75.220 ∗  = .  17.- Calcular el calor latente que absorbe el hielo para fusionarse (en J)

  ó = ℎ(∆ó ) ∆ó = 6002 /   = .    ó = 1.295  6002  18.- Calcula el calor (Q) en J

 =   +  +   ó +   = 8157.791 + 553.472 + 7772.59  + 1266.328   = . 

EQUIPO 1

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Práctica 5


TABLA DE RESULTADOS ρagua(t inicial) = 0.997 g/mL

nagua inicial = 9.416 mol Tm = 291.9 K

Cp(m)agua = 75.337 J

Qagua inicial = -8157.791 J

n Al = 2.003 mol

Cp(m Al) = 24.028 J

Q Al = -553.472 J

ρagua(t final) = 0.999 g/mL

nagua final = 10.71 mol

naguadefusión = 1.295mol Tprom = 279.65 K

Cp(agua fusión) = 75.220J

Qsensible = 1266.328 J

Qlatente fusión = 7772.59J Calor del proceso Q= 327.655 J

CUESTIONARIO PARA ANALISIS DE RESULTADOS. 1.- ¿Qué valor de la densidad del agua es mayor la inicial o la final? ¿Esto es correcto? Entonces ¿Por qué el hielo flota en el agua? La densidad final es más grande, es correcto, el hielo al estar en estado sólido (moléculas comprimidas) es menos denso que el agua que se encuentra en estado líquido, esta resulta ser más pesada (moléculas separadas)

2.- En los procesos involucrados hay uno que absorbe un calor sensible ¿Cuál es? Es aquel en el que se produce el cambio de temperatura, es el calor sensible del agua proveniente de la fusión.

3.- ¿Qué valor tiene el calor del proceso? Esto indica ¿Qué el calorímetro es adiabático? El calor del proceso tiene un valor de 327.655 J. El calorímetro no es adiabático porque hay pérdidas grandes de calor.

4.- ¿Puede el calor total del proceso ser negativo? ¿Si fuera negativo que significa? El calor del proceso si puede ser negativo, lo cual significa que el sistema intercambia calor con los alrededores.

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Práctica 5


CONCLUSIONES. La práctica logro desarrollarse de forma correcta, ya que al medir cada uno de nuestros datos; masa y temperatura. Pudimos determinar el valor de nuestro calor lo cual nos llevó a descubrir que nuestro calorímetro no era adiabático pues nuestro calor calculado era distinto de cero. También se determinó que nuestro proceso de fusión fue el encargado de absorber el calor sensible. Mientras que el calor se considera negativo cuando fluye desde el sistema, por lo que ha disminuido su energía interna. López Gonzáles Virginia Isela

Utilizando el calorímetro Cenco, obtuvimos datos de masas y temperaturas del agua en estado líquido y sólido (hielo) durante el proceso de fusión del hielo, así como la masa del vaso de aluminio que forma parte del calorímetro, manteniendo la presión constante, datos que nos permitieron calcular el calor involucrado en este proceso. El dato de calor total obtenido de los cálculos, resulta diferente de cero, por lo que podemos concluir que el calorímetro utilizado en esta práctica no se puede considerar adiabático, ya que pérdidas considerables de calor. Karla Berenice Mancera Almaraz A partir de la experimentación se obtuvieron los valores del calor en un proceso de fusión de hielo, al obtener dichos valores se puede concluir que el calorímetro cenco utilizado no es adiabático, más bien podría considerarse como un proceso isobárico ya que la presión en el calorímetro cenco se mantiene constante por lo que el calor del proceso es diferente de cero, pudimos contemplar y comprender como el sistema se absorben los tipos de calor (latente y sensible) y saber en qué etapa de la experimentación se presentaron los tipos de calor. Reynosa Velázquez Martha Cecilia

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