Calor de vaporización ARDILA PAHUANA IVETT

BETANCOURT ABDALA JOEL

MARTÍNEZ NAVARRO NEDER

MENDOZA BARCELÓ MARÍA

INTRODUCCION

La energía que se necesita para poder cambiar una cantidad de sustancia que se encuentra en estado líquido al estado gaseoso en el punto de ebullición se le conoce como calor de vaporización.

La relación entre el calor de vaporización y esta temperatura de ebullición de un líquido fue encontrada por el físico irlandés Frederick Thomas Trouton y se le conoce como relación de Trouton

Relación de Trouton:

Para otros líquidos:

PROCEDIMIENTO: GENERALIDADES

En términos generales el procedimiento a seguir para la determinación del calor latente de vaporización para las distintas sustancias fue:

1. Agregar la sustancia a analizar en el calorímetro

2. Regular la potencia que se suministra a la resistencia calefactora

3. Esperar a que la sustancia alcance su punto de ebullición

4. Toma de resultados

Aspectos a tener en cuenta durante la realización de la práctica:

1. Reactivos puros

2. Todos los elementos de medida calibrados

3. Materiales limpios y en buen estado

CALOR LATENTE: MARCO TEORICO

Al añadir calor a una sustancia, la temperatura aumenta debido al incremento de la energía cinética media por molécula. Sin embargo cuando el calor añadido se traduce a un cambio físico, cambio de fase, la temperatura de la sustancia se mantiene constante; ya que el calor se invierte en romper enlaces y separar moléculas .

El calor que interviene en un cambio de fase es conocido como calor latente y se denota por (L).

DEFINICION: CALOR LATENTE

Magnitud del calor por unidad de masa:

El calor latente tiene medidas de Joule/Kilogramo (J/Kg) o kilocaloría sobre Kilogramo (Kcal/Kg)

Al despejar Q de la ecuación anterior se obtiene una forma más útil de esta:

Los signos de la ecuación dependen de la dirección del flujo de calor

CALOR LATENTE DE VAPORIZACION

Es el cambio energético que tiene lugar un líquido puro, una mezcla de líquidos o soluciones de estos en estado de saturación, se convierte en vapor saturado, por absorción de energía térmica, calor.

En el caso de sustancias puras, la existencia de equilibrio conduce a que la temperatura y presión no sean variables independientes.

METODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL CALOR LATENTE DE VAPORIZACION.

Empleo de resistencia calefactora: El principio de este método es suministrar a la sustancia, contenida en el vaso de Dewar, una potencia constante (potencia=intensidad X Voltaje) a través de la resistencia.

Mediante la generación de vapor: Se genera vapor y se conduce hasta un calorímetro que contiene la misma sustancia en su fase condensada.

OBJETIVOS

GÉNERAL: Determinar experimentalmente el calor de vaporización de algunas sustancias puras, agua y alcohol isopropílico, a través de suministro de energía eléctrica.

ESPECÍFICOS:

Identificar el calor como una forma de energía mediante la combinación de conceptos termodinámicos y eléctricos.

Dar a conocer un método práctico y aconsejable, para estimar el calor latente de vaporización de sustancias puras.

Comparar los resultados obtenidos durante la investigación con los suministrados en la literatura

METODOLOGÍA

Materiales:

Fuente de V y A

Cronometro

Multímetro

Vaso Dewar

Mangueras

Soportes

Pinzas

Beacker de 125 mL

Condensador

Corchos

Balanza analítica

Cables tipo caimán

Termocupla

Reactivos:

Agua

Agua como refrigerante

Alcohol isopropílico

Metodología Una vez que cada dispositivo a usar en la práctica estuvo limpio, seco y calibrado se procedió a armar el montaje con el que se trabajaría. Se armó el equipo de condensación, con cada manguera debidamente ajustada.

Se llenó con agua, aproximadamente 2/3 del vaso Dewar que se cerró con su respectiva tapa, la cual tenía acoplada una resistencia que más adelante se conectaría con la fuente para suministrar energía eléctrica que se convertiría después en energía térmica.

Se conectaron la fuente, los multímetros y el

equipo de condensación alvaso Dewar con el agua. Se dejó correr agua del grifo por el condensadorhasta que el flujo llego a

un estado estacionario, sin turbulencia alguna ni

burbujas de aire.

Se cerró el circuito y se procedió a encender la fuente, suministrando

energía para aumentar la temperatura del agua.

Se esperó a que el sistema llegara a un equilibrio termodinámico, y a unvoltaje y una corriente

dada, se destilara cierto peso del líquido.

• El experimento se repitió para el agua variando el voltaje y la corriente en cada caso, se anotó cada valor obtenido. Se repitió el experimento, además, pero cambiando el reactivo, es decir, dentro del vaso Dewar ya no había agua sino alcohol isopropílico y se siguió el mismo procedimiento descrito.

Para el Alcohol Isopropílico: V=15V I= 1,90A P=28,5 J/s

Tiempo (min) Masa beacker + alcohol (g) Masa de alcohol (g)

0 134,2273 0

1 135,7092 1,4819

2 136,7821 2,5548

3 137,9272 3,6999

4 139,0772 4,8499

5 140,4683 6,241

6 141,5280 7,3007

7 142,8092 8,5819

8 144,8943 10,667

9 145,2890 11,0617

10 146,5036 12,2763

11 147,7327 13,5054

12 148,9435 14,7162

13 150,3586 16,1313

14 152,1076 17,8803

15 154,1029 19,8756

16 156,4916 22,2643

17 158,3224 24,0951

18 159,6494 25,4221

19 161,7593 27,532

20 163,5016 29,2743

0 5 10 15 20 250

5

10

15

20

25

30

35

f(x) = 1.42995688311688 x − 0.994249783549783

m vs t

tiempo

masa

de a

lcohol dest

ilada

RESULTADOS

Para el Alcohol Isopropílico: V= 11V I=1,8A P=19,8 J/sTiempo (min) Masa beacker + alcohol (g) Masa de alcohol (g)

0 134,2273 0

1 135,6420 1,4147

2 136,4253 2,198

3 137,0712 2,8439

4 138,0872 3,8599

5 138,6842 4,4569

6 139,4895 5,2622

7 140,3857 6,1584

8 141,2132 6,9859

9 141,9979 7,7706

10 142,6954 8,4681

11 143,5813 9,354

12 144,4203 10,193

13 145,3065 11,0792

14 145,9822 11,7549

15 146,7402 12,5129

16 147,4918 13,2645

17 148,2930 14,0657

18 149,0843 14,857

19 149,9687 15,7414

20 150,8794 16,6521

0 5 10 15 20 250

2

4

6

8

10

12

14

16

18

f(x) = 0.806135454545455 x + 0.457374025974024

m vs t

tiempo

masa

de a

lcohol dest

ilada

Para el Alcohol Isopropílico: V=13V I= 1,85A P=23,4 J/s

Tiempo (min) Masa beacker + alcohol (g) Masa de alcohol (g)

0 134,2273 0

1 134,6815 0,4542

2 134,9543 0,727

3 135,3167 1,0894

4 136,0019 1,7746

5 136,6422 2,4149

6 137,4617 3,2344

7 138,6172 4,3899

8 139,9812 5,7539

9 141,6213 7,394

10 143,2114 8,9841

11 144,5562 10,3289

12 145,8813 11,654

13 147,5607 13,3334

14 148,6903 14,463

15 149,5508 15,3225

16 150,9788 16,7515

17 151,9585 17,7312

18 153,0209 18,7936

19 154,3091 20,0818

20 155,2127 20,9854

0 5 10 15 20 250

5

10

15

20

25

f(x) = 1.15377558441558 x − 2.22053203463203

m vs t

tiempo

masa

de a

lcohol dest

ilada

Para el agua: V=13V I=1,8A P=23,4 J/s

Tiempo (min) Masa beacker + agua (g) Masa de agua (g)

0 134,2273 0

1 135,0870 0,8597

2 135,4137 1,1864

3 136,0262 1,7989

4 136,8550 2,6277

5 137,7876 3,5603

6 138,0962 3,8689

7 138,4720 4,2447

8 139,6530 5,4257

9 140,7877 6,5604

10 142,1222 7,8949

11 143,3551 9,1278

12 144,1763 9,949

13 144,9305 10,7032

14 145,8018 11,5745

15 146,5347 12,3074

16 147,1968 12,9695

17 148,0096 13,7823

18 148,8427 14,6154

19 149,5903 15,363

20 151,4974 17,2701

0 5 10 15 20 250

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

f(x) = 0.859928181818182 x − 0.709291341991343

m vs t para el agua

tiempo

masa

de a

gua d

est

ilada

Para el Agua: V=14V I=1,95A P=27,3 J/s

Tiempo (min) Masa beacker + agua (g) Masa de agua (g)

0 134,2273 0

1 134,9116 0,6843

2 135,5539 1,3266

3 136,0500 1,8227

4 137,1767 2,9494

5 137,9815 3,7542

6 138,9138 4,6865

7 139,4874 5,2601

8 140,2726 6,0453

9 140,8947 6,6674

10 142,3693 8,142

11 142,1058 7,8785

12 142,7744 8,5471

13 143,6023 9,375

14 144,8371 10,6098

15 145,6918 11,4645

16 146,6194 12,3921

17 147,4092 13,1819

18 148,3620 14,1347

19 148,7961 14,5688

20 149,9447 15,7174

0 5 10 15 20 250

2

4

6

8

10

12

14

16

18

f(x) = 0.781264935064935 x − 0.231301731601731

m vs t para el agua

tiempo

masa

de a

gua d

est

ilada

Alcohol isopropílico

ensayos Entalpias (J/g)

1 1195,80

2 1473,76

3 1216,85

Promedio 1295,47

Agua

ensayos Entalpias (J/g)

1 1632,75

2 2096,51

Promedio 1864,63

=

%Error

sustancias % error

Agua 17,38

Alcohol isopropilico 94,8

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎𝑑𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑎𝑔𝑢𝑎=2257 𝐽 / 𝑠

𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎𝑑𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 h𝑎𝑙𝑐𝑜 𝑜𝑙𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜

=665 𝐽 /𝑠