Calculo de la entalpia del hielo

Informe de laboratorio: Entalpía de fusión del hielo
Adrián Rodríguez Lozoya
Adriro05@ucm.es
Primero de CC.Físicas. Grupo A
Fecha: 21 de Marzo de 2015
Entregada: 25 de Marzo de 2015


1.- Introducción
El objetivo de esta práctica es determinar el equivalente en agua del calorímetro (representado por K, la cantidad de agua que absorbe o desprende el mismo calor que el calorímetro. Expresado engramos) y la entalpía de fusión del hielo (Representado por  ΔHf . es la cantidad de energía necesaria para hacer que una unidad de sustancia pase del estado sólido al líquido. Aunque en el sistema internacional se expresa en Kj/mol, en esta práctica se ha expresado en J/g).
Se puede calcular la entalpía de fusión del hielo midiendo la variación de la temperatura de una mezcla de agua y hielo cuandose funde.
Para evitar errores se realizarán las mediciones dentro de un calorímetro. Un calorímetro es un recipiente térmicamente aislado que prevendrá en este experimento las pérdidas de energía con el medio.

2.- Equipo y método experimental
El equipo utilizado para realizar el experimento consiste en (de izquierda a derecha en la gráfica 1):
-Una manta eléctrica que calentará el agua.
-Uncalorímetro (en su defecto usaremos un termo, que también está aislado térmicamente).
-Una balanza de precisión 0’1g.
-Un recipiente de medida del agua que se utilizará. Con él podemos medir 200ml.
-Además del material de la imagen, se ha utilizado un termómetro digital con precisión de decimas de grado para realizar las medidas y, por supuesto, agua y hielo.

Material utilizado (Gr 1)


3.-Resultados
Para la medida de estos resultados se ha comenzado midiento el calorímetro vacío.
A continuación se ha calentado el agua e introducido en el calorímetro. Se ha pesado y se ha restado para saber la masa del agua caliente.
A continuación se ha enfriado agua y se ha hecho lo mismo.
Masas tomadas y averiguadas
Tabla 1: Muestra los resultados obtenidos en las mediciones. Incluye de la formulas(1) a la (4). Las tres primeras medidas y las dos últimas calculadas.

Para ello se han utilizado las fórmulas (1) y (2) respectivamente:
(1) Ma = M1 – M0 .
(2) Mb = M2 – M1
Ambas incertidumbres(0’14) salen de la raíz cuadrada de las fórmulas (3) y (4), aunque en realidad es la misma fórmula aplicada a cada caso. Estas fórmulas se sacan con la raíz del sumatorio de las derivadas parciales de lafórmula con respecto a todas las variables (método de las derivadas parciales. Las fórmulas finales son
(3) Incertidumbre de Ma: ΔMa= ((Δ M1)^2+(- Δ M2)^2)

(4) Incertidumbre de Mb: ΔMb=((Δ M2)^2+(- Δ M1)^2)
Siendo las incertidumbres directas 0’1 por lo explicado en 2.- Equipo y método experimental.

Temperaturas medidas y sus incertidumbres
Ta(ºC)- H2O Ambiente
24’8
±
0’1
T1(ºC)- H2O Caliente35’2
±
0’1
T2(ºC)- H2O Fría
15’4
±
0’1
Tfinal(ºC)- H2O mezcla
25’7
±
0’1
Tabla 2: Temperaturas medidas en cada parte de la práctica.

Se ha anotado las temperaturas del agua caliente, la fría, la mezcla y a temperatura ambiente, y con esos datos se ha utilizado la formula (5) para calcular la K
(5)Equivalente en agua del calorímetro K (g)

A continuación se calcula la incertidumbre de K, que es laraíz cuadrada del sumatorio de las derivadas parciales de K mediante (6). Para evitar pasos intermedios pondré solo la fórmula de K final.
(6) Incertidumbre de K:
Haciendo todos estos cálculos, el resultado final es k=(12’78 ± 3’60) g
También es conocido el equivalente en agua de los calorímetros utilizados (30’00g) y nuestro valor es 12’78 así que se puede decir que los valores no son malos.
En lasección 4 procederemos a debatir de dónde puede venir ese error.
Por último se procede a la entalpía de fusión del hielo. Para ello medimos la temperatura del hielo (que debe ser similar a la temperatura final anterior, 25’7º C porque es el mismo agua). Añadimos el hielo y anotamos la temperatura más baja a la que llegue el termómetro.
Tabla de medidas directas en la entalpía de fusión del...