Cambios Termicos de Un Sistema

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA I PRACTICA N°7 CAMBIOS TERMICOS DE UN SISTEMA

JESUS DAVID MERCADO MACEA  ALEJANDRA  ALEJANDRA MIRANDA MIRANDA PARRA PARRA RAFAEL DARIO MIRANDA PASTRANA ENOC DAVID ARCIRIA CRISTIAN ALFONSO CASTELLANOS  AMIR JOSE SERPA SERPA ORTEGA ORTEGA

MANUEL PAEZ (QUIMICO)  ANDREA  ANDREA ESPITIA ESPITIA (DOCENTE.LAB)

UNIVERSIDAD DE CORDOBA MATERIA.FISICOQUIMICA I FACULTAD. CIENCIAS BASICAS MONTERIA-CORDOBA 2012

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

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Aplicación del primer principio de la termodinámica en el cambio de estado de un sistema

Determinar la energía involucrada en un proceso de calentamiento de un sistema a partir de una fuente fija de calor.

MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES   Balanza Beacker 500 mL Agua destilada y aceite vegetal Resistencia eléctrica (estufa)   Termómetro reloj o cronómetro

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FUNDAMENTO TEORICO concepto de equilibrio térmico puede extenderse para hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio térmico. Cuando dos porciones cuales sean de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el sistema mismo está en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo. Se denomina calor (Q) a la energía que se transfiere a través de los limites de un sistema en virtud de una diferencia de temperatura, hay dos cantidades o propiedades termodinámica que son funciones del estado de un sistema y que nos indican la cantidad de energía que posee un sistema en un momento dado; nos referimos a la energía interna (U) y la entalpía (H). Fundamentalmente nos interesa las variaciones de energía durante el proceso o cambios de estado que experimenta el sistema o sea U y H; y para un proceso a presión constante, la relación entre las dos es : donde ΔV = V2 –  V1

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(V2 : Volumen final del sistema y V1 inicial del sistema) Para un cambio de estado que involucre bajas presiones y pequeñas diferencias de temperatura en sólidos y líquidos podemos considerar

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 Absorbido o liberado por el sistema, debido a la poca variación del volumen durante el cambio de estado, situación que no ocurre con los gases, ya que debemos considerar los valores de V. Si tenemos un sistema dado inicialmente a una temperatura T1, en contacto con una fuente de energía T2 donde T2 »T1 , habrá una transferencia de calor a través de los limites del sistema desde la fuente, pero no todo el calor suministrado por la fuente es absorbido por el sistema, parte de éste es disipado a los alrededores desde la fuente y el sistema si este no se encuentra aislado adiabáticamente. Si la temperatura del entorno es menor que la del sistema, finalmente el sistema se encontrará a una temperatura T´1 > T1 y habrá sufrido un cambio de estado. Donde: W: Trabajo realizado por el sistema, líquidos y sólidos W ≈ 0 Q2: Calor suministrado por la fuente Q1: Calor absorbido por el sistema Qp: Calor perdido o disipado al ambiente T2: Temperatura de la fuente T1: Temperatura inicial del sistema Si W = 0; Q2 = Q1 + Qp (1), si la fuente es una resistencia eléctrica con una potencia conocida, Q2 = P x T x 864 (Kcal) Donde P = potencia en Kw; t2: tiempo en horas. Q1 se puede calcular por:

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Donde; m masa en kilogramo del sistema Cp: Calor específico del sistema Kcal / kg ºC dT: Diferencial de temperatura Si la dependencia del Cp del sistema con la temperatura es constante, la ecuación (2) se transforma en: Q1 = mCp (T´1  – T1) (T´1 – T1): Temperatura final e inicial del sistema respectivamente. Cuando Cp = f (T ) se debe encontrar la ecuación de Cp (T) y resolver la integral la integral 2 gráfica o analíticamente. Para un sistema formado por varios elementos o varios compuestos Cp = Σ Xi Cpi Donde: Cpi: capacidad calorífica de cada compuesto o elemento y Xi fracción molar o másica del elemento o compuesto en el sistema. Para dos elementos  A y B Cp = XA CpA + XBCpB Por último Qp = Q2  – Q1

DESARROLLO DE LA PRACTICA

Pesar un Beaker previamente tapado con 350 g de agua destilada

    l    a    t    n    e     i     b    m    a    a     l    r    e    s    e     b    e     d    s    o    t    n    e     i    m     i     d    e    c    o    r    p    s    o     b    m    a    n    e     1     T

Encender la resistencia hasta la máxima graduación posible y esperar a que alcance la máxima temperatura.

Tomar la temperatura inicial del sistema T1

Calentar el sistema hasta que este alcance 80ºC (T´1) tomar tiempo de calentamiento t desde T1 a T´1. Desocupar el Beaker, enfriarlo y secarlo y repetir el procedimiento con el aceite vegetal.

BIBLIOGRAFIA

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MARON y PRUTTON. Fundamento de fisicoquímica. Limusa Wiley. CASTELLAN, Gilbert W. Fisicoquímica. México: Fondo Educativo Interamericano S.A., 1976.