P.8 Cambio de Entalpía

Delgado Mancilla Julia Esther
Moreno Medellín José Luis

Ortega Basilio Lizeth Ainara
Sandoval Durón Arturo
Laboratorio 57 Termodinámica
Equipo 4
CAMBIO DE ENTALPÍA DE FUSIÓN DEL HIELO

(CALOR LATENTE DE FUSIÓN DEL HIELO)
Objetivos
Determinar el calor latente de fusión del hielo.
Procedimiento experimental
Primera parte
Determinación de la capacidad térmica o constante del calorímetro.
a. DETERMINAR LA CAPACIDAD TÉRMICA DEL CALORÍMETRO O CONSTANTE DEL
CALORÍMETRO POR EL MÉTODO DE LAS MEZCLAS
Visto en la práctica de Equivalente calor trabajo
Segunda parte
Determinación de la variación de entalpía de fusión del hielo o calor latente de fusión del
hielo.
a. Colocar en un frasco Dewar 175 mL de agua no destilada y verificar que su temperatura
sea aproximadamente 6 °C superior a la temperatura ambiente.
Tapar e iniciar el registro de temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos (equilibrio
térmico).
b. Tarar en la balanza un vidrio de reloj. Pesar aproximadamente 25 g de hielo que ha sido
secado previamente con una servilleta de papel y colocarlo rápidamente en el frasco Dewar
al minuto 5.
c. Agitar constantemente y registrar la temperatura cada 15 segundos hasta llegar a una
temperatura mínima. Proseguir con las lecturas cada 30 segundos durante 5 minutos más.
1. Determinación de la capacidad térmica del calorímetro:

Masa de agua a temp. ambiente= 250g
masa de agua caliente = 250g
Temp. agua caliente en la probeta= 82 ° C
Que materiales ganan: el hielo
Que materiales ceden: el calorímetro
Tabla.Temperatura ambiente
Tiempo(seg) Temp.( °C)
30 27.3
60 27.3
90 27.3
120 27.3
150 27.3
180 27.3
210 27.3
240 27.3
270 27.3
300 27.3
Tabla.Datos de la mezcla
Tiempo(seg) Temp.( °C) Tiempo(seg) Temp.( °C)
15 59 165 49.9
30 50.5 180 49.9
45 50.5 195 49.9
60 50.3 210 49.8
75 50.3 225 49.8
90 50.3 240 49.7
105 50.1 255 49.7
120 50.1 270 49.6
135 50 285 49.6
150 50 300 49.6
2. Determinación del calor latente de fusión del hielo

Masa de agua a aprox 6˚C más a la temp. ambiente =_____250 g____
masa de hielo=____25.4g_____
. Tabla.Temperatura ambiente
Tiempo(seg) Temp.( °C)
30 33
60 33
90 33
120 33
150 33
180 33
210 33
240 33
270 33
300 33
Tabla.Datos de la mezcla
Tiempo(seg) Temp.( °C) Tiempo(seg) Temp.( °C)
15 26.9 165 20.4
30 23.3 180 20.4
45 20.3 195 20.4
60 20.5 210 20.5
75 20.3 225 20.5
90 20.3 240 20.5
105 20.3 255 20.5
120 20.4 270 20.5
135 20.4 285 20.6
150 20.4 300 20.6
Manejo de datos.
Establecer un balance energético de acuerdo con la primera ley de la termodinámica, para

determinar la constante del calorímetro. tiempo Temp. tiempo Temp
𝑄𝑔 =− 𝑄𝑝 𝑄𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟í𝑎 + 𝑄𝑔 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 =− 𝑄𝑝 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
(𝑚𝐻2𝑂)(𝑐𝑝𝐻2𝑂 )( ∆𝑡𝑎𝑐)
𝑘𝑐 = ∆𝑇
− (𝑀𝐻2𝑂 * 𝐶𝑝𝐻2𝑂)
𝑐𝑎𝑙
(−250 𝑔)(1 𝑔°𝐶 )(49.6°𝐶−82°𝐶) 𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑐 = (49.6 °𝐶−27.3 °𝐶)
− (250𝑔(1 𝑔°𝐶
))
𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑐 = 113. 23 °𝐶
2. Determinación de la variación de entalpía de fusión del hielo.
−[(𝑚𝐻 𝑂)(𝑐𝑝𝐻2𝑂)(∆𝑇ℎ20)] + [(𝑐𝑑𝑤)(∆𝑇𝐻2𝑂)−[(𝑚ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜)(𝑐𝑝𝐻2𝑂)(∆𝑇ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 𝑓 )] ]

λ𝑓 = 2
𝑚ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
∆𝑇𝐻2𝑂 = 𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑖 = 20. 5 − 33 = − 12. 5 ° 𝐶
𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙

−[(250𝑔)(1 𝑔 °𝐶
)(−12.5° 𝐶)] + [(113.23 °𝐶
)(−12.5 °𝐶)−[25.4 𝑔)(1 𝑔 °𝐶 )(20.5 °𝐶 − 0 °𝐶)] ]
λ𝑓 = 25.4 𝑔
𝑐𝑎𝑙
λ𝑓 = 46.81 𝑔
Con los datos obtenidos, trazar una gráfica de temperatura vs.tiempo.

Tabla.Temperatura ambiente
Tabla. Datos de la mezcla
Establecer un balance energético para determinar la energía de fusión del hielo
• El valor del calor latente de fusión del agua reportado en la literatura es de 80 cal/g.
Calcular el % de error del valor obtenido experimentalmente con respecto al reportado.
Porcentaje de error
𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑎𝑙
|46.81 − 80 𝑙|
Valor real: 80 𝑔
%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑔
𝑐𝑎𝑙
𝑔
𝑥 100 = - 41.49%
80 𝑔
𝑐𝑎𝑙
Valor obtenido: 46.81 𝑔
• ¿Qué fuentes de error han intervenido en esta determinación?

En el laboratorio el calor disipado por los domos del techo calientan el lugar de trabajo por
lo que no se pudo trabajar con las condiciones ideales
• ¿Por qué es necesario secar el hielo con una toalla antes de añadirlo al agua?
Para que no exista una pérdida de masa
• ¿Por qué es necesario que la temperatura inicial del agua sea superior a la temperatura
ambiente al iniciar el experimento?
Porque eso es lo que vamos a determinar, el cambio de la temperatura hasta que llegue a
un equilibrio
• ¿Cómo se podría mejorar la determinación?

Tomando precauciones al determinar la masa del hielo, medir correctamente el agua y
revisar que la temperatura llegue a equilibrio
Análisis de resultados: En la primera parte de la práctica se determinó la constante del

calorímetro, para esto se usaron las temperaturas en equilibrio de agua caliente y agua a
temperatura ambiente para llegar a un equilibrio térmico entre ambas temperaturas al cabo
de unos minutos. Una vez determinado, el valor de la constante se usó para determinar
cuánto calor cederá el calorímetro al hielo para poder derretirse.
Finalmente en la segunda parte se hace un balance de energía donde el calorímetro y el
agua tibia aportan energía al hielo para derretirse, en este caso al igual que en el primero se
tiene que registrar la temperatura al interior del calorímetro en intervalos de 30 segundos
hasta que se alcanza una temperatura de equilibrio.
Conclusiones individuales
Delgado Mancilla Julia Esther: sabemos que el cambio de entalpía es el trabajo más el
cambio de volumen por la presión, en este caso el volumen permanece constante por lo
tanto la entalpía es igual al trabajo, los experimentos que se hicieron fueron para determinar
el calor latente esto quiere decir que la energía interna se almacena esto provoca que en un
principio si aportamos energía no incrementa la temperatura hasta que allá ocurrido el
cambio de estado
Moreno Medellín José Luis: Aplicando los conocimientos de prácticas previas a esta
logramos determinar la constante del calorímetro para así poder encontrar una relación con
las temperaturas entre el agua y el hielo para saber cuánto calor se estaba ganando,
perdiendo, quién cedía y quien ganaba.
Al final logramos obtener el valor de la entalpía de fusión del hielo con todos los valores
obtenidos anteriormente.
Ortega Basilio Lizeth Ainara Se logró determinar el calor latente de fusión de hielo y con
esto se pudo comprender y diferenciar entre el calor latente y calor sensible, por ejemplo en
el calor latente se observó ,que fue constante, pues no hubo cambio de temperatura ya que
esta energía está siendo utilizada para cambiar de estado de agregación, Al contrario que el
sensible, que si hubo variaciones de temperatura.
Sandoval Durón Arturo: Se obtuvo el valor de cambio de entalpía de fusión del hielo, el
proceso de este fenómeno fue endotérmico pues se le tuvo que suministrar energía para
cambiar de fase. Este suministro de energía corresponde al calor latente que es la cantidad
de energía que se requiere para hacer un cambio de fase
Aplicación del lenguaje termodinamico

1. Se coloca la misma cantidad de agua a 60 °C en dos recipientes adiabáticos. Se añade
un poco de hielo a uno de ellos e igual masa de agua a 0 °C al otro. ¿Cuál de las dos
mezclas alcanzará menor temperatura? ¿Por qué?
Al que se le añadió el hielo será el que alcance ligeramente menor temperatura, ya que sera
necesario mayor energía para alcanzar el cambio de estado.
2. Se suministran 2880 Btu a 30 lb de hielo a 32 °F. ¿Cuánto hielo queda sin fundir?
Calor latente= 334 KJ/kg

2880 Btu= 3038.56 KJ
30 Ib= 13.61 kg
32° F= 0°C
−𝑄 𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜
𝑚f = 𝑄 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
+ 𝑚𝑖 = − 9. 09 + 13. 61 = 4. 52 𝑘𝑔 𝑑𝑒 hielo
3. Se coloca un cubo de hielo a 0 °C en 500 g de agua a 60 °C. La temperatura final es de

18 °C. ¿Cuál era la masa del cubo de hielo?
Calor latente= 80 cal/g

m Qlatente + m Ca (18° - 0°) = 0,5kg Ca (60° - 18°)
m (Q latente + 18° Ca) = 500 g × Ca × 42°C
mi = 214.29 g de hielo
4. Una muestra de 15 cm 3 de cierto líquido se calienta y la variación de la temperatura en

función del tiempo se representa en la figura 1.
Si se calienta el doble de volumen (30 cm 3 ) del mismo líquido, ¿cuál de los siguientes
gráficos de calentamiento se obtendrá?
Se obtendrá la gráﬁca A, ya que el volumen del líquido es el doble y el aumento de

temperatura en el doble del tiempo.
Bibliografía
Levine, I. N. (1990). Fisicoquímica. 3a. Ed. McGraw Hill
Granet, I. (1988). Termodinámica. 3a. Ed. México: Prentice-Hall
Umland Bellama.(2000).Química General.Ed.Thomson
Lang de Silveira, S. y Moreira M.A. (1996) Enseñanzas de las Ciencias, 14(1),

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CAMBIO DE ENTALPÍA DE FUSIÓN DEL HIELO

1. Determinación de la capacidad térmica del calorímetro:

Tiempo(seg) Temp.( °C)

30 50.5 180 49.9

45 50.5 195 49.9

60 50.3 210 49.8

75 50.3 225 49.8

90 50.3 240 49.7

105 50.1 255 49.7

120 50.1 270 49.6

135 50 285 49.6

150 50 300 49.6

2. Determinación del calor latente de fusión del hielo

Tiempo(seg) Temp.( °C) Tiempo(seg) Temp.( °C)

15 26.9 165 20.4

30 23.3 180 20.4

45 20.3 195 20.4

60 20.5 210 20.5

75 20.3 225 20.5

90 20.3 240 20.5

105 20.3 255 20.5

120 20.4 270 20.5

135 20.4 285 20.6

150 20.4 300 20.6

Establecer un balance energético de acuerdo con la primera ley de la termodinámica, para

2. Determinación de la variación de entalpía de fusión del hielo.

−[(𝑚𝐻 𝑂)(𝑐𝑝𝐻2𝑂)(∆𝑇ℎ20)] + [(𝑐𝑑𝑤)(∆𝑇𝐻2𝑂)−[(𝑚ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜)(𝑐𝑝𝐻2𝑂)(∆𝑇ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜 𝑓 )] ]

∆𝑇𝐻2𝑂 = 𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑖 = 20. 5 − 33 = − 12. 5 ° 𝐶

𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙

Con los datos obtenidos, trazar una gráfica de temperatura vs.tiempo.

Establecer un balance energético para determinar la energía de fusión del hielo

• ¿Qué fuentes de error han intervenido en esta determinación?

• ¿Cómo se podría mejorar la determinación?

Análisis de resultados: En la primera parte de la práctica se determinó la constante del

Aplicación del lenguaje termodinamico

Calor latente= 334 KJ/kg

3. Se coloca un cubo de hielo a 0 °C en 500 g de agua a 60 °C. La temperatura final es de

Calor latente= 80 cal/g

4. Una muestra de 15 cm 3 de cierto líquido se calienta y la variación de la temperatura en

Se obtendrá la gráﬁca A, ya que el volumen del líquido es el doble y el aumento de

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