INFORME N 05. FUSIÓN Y SOLIDIFICACIÓN

Vista previa del material en texto

Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann – Tacna
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental
FUSION Y SOLIDIFICACIÓN
CURSO O ASIGNATURA: 	Física General
SEMESTRE ACADÉMICO: 	III Semestre
NÚMERO DE LA PRÁCTICA: 	PRÁCTICA DE LABORATORIO N 05
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:	FUSION Y SOLIDIFICACION
NOMBRE DEL DOCENTE:	Msc. HUGO ALFREDO TORRES MURO 
ALUMNO:				Jean Carlos Lauracio Marca
CÓDIGO: 				2015-178028
DÍA, HORA Y GRUPO EN EL QUE REALIZÓ EL EXPERIMENTO: jueves, 16 – 18 horas, Grupo 3
DIA Y HORA EN QUE ENTREGÓ EL INFORME: 19/05/2016, 16:00 horas
TACNA-PERÚ
2016
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
“LEY DE NEWTON DEL ENFRIAMIENTO DE LOS CUERPOS”
Jean Carlos Lauracio Marca
Física del calor y procesos
Jueves 4-6pm
Grupo III
Jeancarloslauraciomarca@Gmail.com
19 de mayo del 2016
En el presente informe de laboratorio consistió en tomar un par de naftalinas sólidas para luego agregarle calor mediante una cocina eléctrica para obtener el proceso de fusión. Posteriormente la naftalina se volvió líquido y lo pulverizamos, esperamos un determinado tiempo, al disminuir la temperatura progresivamente tras colocar el líquido de la naftalina a temperatura ambiente sus partículas vuelven como estaban, hacen el proceso inverso a la de fusión.
Palabras Claves: Fusión, Solidificación, partículas, naftalina, calor, temperatura.
_____________________________________________________________________
1. 
1. INTRODUCCIÓN
Cuando se le cede calor a un cuerpo, su temperatura aumenta progresivamente hasta que reúna un determinado calor para que pueda existir un cambio de estado o fase de sólido a líquido a la cual llamaremos fusión. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de sus partículas obteniendo una energía que permiten que estas se liberen, y hacen que su temperatura quede constante durante el proceso. La solidificación se produce en forma inversa a la de fusión, al disminuir la temperatura progresivamente hace que sus partículas regresen a su misma forma pasando de líquido a sólido. En el presente informe estudiaremos el proceso de fusión y solidificación de la naftalina, dando a conocer sus puntos experimentales.
· Autor correspondiente: Candiotti, S. (2004)
1. DETALLES EXPERIMENTALES
En el presente informe de laboratorio para poder hallar el punto de fusión y ebullición de un par de naftalinas como objeto de muestra requerimos los siguientes materiales para dar satisfactoriamente los resultados: Dos termómetros de mercurio, uno que estará dentro del vaso de precipitación calculando la temperatura del agua y el otro estará dentro del tubo de ensayo calculando la temperatura de la naftalina, cocina eléctrica de sobremesa, portátil, se emplea para calentar recipientes con liquido; un cronómetro listo que será activado en cuanto se encienda la cocina eléctrica. Una mordaza del soporte universal, para llegar a una determinada altura de los dos termómetros que estarán sujetos para hallar la temperatura de agua y hallar la temperatura de la naftalina.
El cuerpo de estudio es la determinación de los puntos de fusión y solidificación que experimenta la naftalina al estar en una determinada temperatura.
Instalamos el equipo como se muestra en la Figura 1; evitando que el termómetro choque con las paredes y/o fondo del vaso de precipitación. Aprendemos la cocina eléctrica y mientras sube la temperatura del agua, vamos midiendo la temperatura de la naftalina. Cuando este llegue al punto de fusión, luego de pasar de solido a líquido, apagamos y retiramos la cocina eléctrica. Paralelamente, dejamos a la naftalina a temperatura ambiente, esperando que llegue a un punto de solidificación, porque al disminuir la temperatura progresivamente hace que sus partículas se vuelvan a unir y estarán en un proceso de solidificación.
1. RESULTADO Y DISCUSION
Como primer punto, medimos la temperatura del ambiente que es: 21 °C y la temperatura inicial de la naftalina es 22°C. Hallamos el peso de la naftalina que es 0.008Kg.Para luego hervir el agua, hasta que la temperatura de la naftalina empieza a variar y anotamos cada minuto, hasta que llegue al punto de fusión; donde pase de sólido a líquido, como veremos en la Tabla N° 1 y los datos son los siguientes:
TABLA N° 01: Determinación de la fusión de la naftalina
	N°
	Tiempo (s)
	T agua (°C)
	T naftalina (°C)
	1
	0
	35
	22
	2
	60
	43
	37
	3
	120
	45
	40
	4
	180
	48
	42
	5
	240
	51
	45
	6
	300
	55
	50
	7
	360
	57
	53
	8
	420
	60
	55
	9
	480
	63
	57
	10
	540
	66
	59
	11
	600
	68
	62
	12
	660
	70
	64
	13
	720
	74
	67
	14
	780
	76
	69
	15
	840
	76.5
	71
	16
	900
	79
	74
	17
	960
	81.5
	77
	18
	1020
	83
	80
	19
	1080
	85
	83
	20
	1140
	86.5
	86
	21
	1200
	87.5
	87
	22
	1260
	88.5
	89
	23
	1320
	89
	90
	24
	1380
	90
	91
	25
	1440
	90.5
	92
	26
	1500
	91
	93
Fuente: Elaboración Propia
Ahora que llegó la naftalina a 93 °C nos damos cuenta cómo se va convirtiendo en líquido de abajo hacia arriba, arrojando un destello de 
colores, para luego dejarlo a una temperatura ambiente, y lo describiremos en la TABLA N° 02 como la temperatura al disminuir progresivamente, se va a cederle calor para que sus partículas vuelvan a unirse y pasar por la fase de solidificación.
	N°
	Tiempo (s)
	T naftalina (°C)
	1
	0
	73
	2
	60
	65
	3
	120
	58
	4
	180
	54
	5
	240
	49
	6
	300
	47
	7
	360
	45
	8
	420
	42
	9
	480
	41
TABLA N° 02: Determinación de la solidificación de la naftalina.
Fuente: Elaboración Propia
La naftalina al solidificarse si desprende calor, porque para el cambio de fase la naftalina esta sustancia para liberar energía, pero transformada en calor.
Los puntos de fusión y solidificación no coinciden sus puntos experimentales debidos quizás a sus condiciones de la naftalina.
El instante y la temperatura que se realiza el proceso de solidificación son de 180 segundos. Y Temperatura de 54°C.
El punto de fusión y solidificación coinciden durante la solidificación porque tanto en ese punto puede ser tanto como solido a líquido o líquido a sólido, cualquier variación depende de la temperatura.
Para calcular la cantidad de calor por unidad de tiempo que se desprende de la naftalina durante la solidificación se emplea la siguiente formula:
Qsol = Fsol * Mnaftalina
La variación de calor respecto al tiempo es la siguiente ecuación:
0
Donde el Calor especifico (Ce) de la naftalina es: 0.358 cal / g°C
En nuestra gráfica de solidificación experimentamos la siguiente ecuación:
T = -0.1604t + 69.055 e igualamos los coeficientes de t.
H = -0.1604 * 0.358 * 12 = -0.689
 = = 41.34cal.
Existen algunos errores tanto humanos como en los materiales, por ejemplo: los errores por el ojo humano, no medir exactamente los tiempos, y errores en los materiales como no calibrar la balanza y mal uso de los termómetros.
Si consideramos el punto de solidificación de la naftalina es 70°C, el error cometido es: 
Valor teórico: 70°C; valor experimental: 41°C.
% ERROR: ((Valor teórico – valor experimental) / valor teórico)*100 =
%ERROR: (70-41/70)*100 = 41% ERROR. 
Para poder hallar el calor latente de fusión de la naftalina es necesario el uso de la siguiente formula:
Q = m * QL
QL = Q / m donde: Q es 41.34 por el dato que tenemos hallado por el calor que desprende por unidad de tiempo.
QL = 41.34 / 8 = 5.1675 es el calor latente de fusión.
Las aplicaciones prácticas que tienen los cambios de estado son numerosas, y entre ellas son el análisis de las sustancias, frio industrial, secado y destilación.
Un flujo calorífico constante es necesario para hallar el Q correcto y necesario para que se dé la fusión.
Las fuerzas moleculares tienen diferentes magnitudes en sustancias diferentes porque cada tipo de sustancia tiene sus propiedades y características diferentes, es que mientras más fuerte es la atracción de las moléculas, mayor será el punto de fusión.
El punto de fusión teórico de la naftalina es 70 °C y el experimental es 64°C,eso nos quiere decir que existe un margen de error en todos los datos. Puede ser por el volumen de la naftalina.
El punto de fusión coincide con el punto de solidificación porque el calor latente para los dos es igual.
Cuando la naftalina pasa a estado líquido con una temperatura constante aumenta su energía calorífica.
Para poder explicar la concavidad que se forma en la superficie de la naftalina cuando se solidifica es porque la fuerza superficial posee mayor atracción hacia las fuerzas que están en el centro, por lo que los enlaces de los extremos serán muchos más resistentes. 
La temperatura ambiente y la presión hacen que la naftalina baje su volumen y dejen un olor característico ya que se usa parra antipolillas y se transforma en forma gaseosa.
1. CONCLUSIONES
Concluimos que el calor que aumenta la temperatura de la sustancia en el cambio de fase se encarga de separar los enlaces de las moléculas para realizar un cambio de estado.
Nos damos cuenta que la variación de temperatura que experimenta la naftalina para el cambio de fase depende de la masa y del tiempo que estaba en el medio ambiente, ya que también absorbia calor.
Se demostró que al cambiar de fase la naftalina la temperatura se mantiene constante o en equilibrio.
El punto de fusión y solidificación no coinciden ya sea por el volumen de la naftalina o la presión o la temperatura ambiente que disminuyo su volumen.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Alonso, M. (1995). Fisica. 
Quintanilla, M. (. (1997). ESTUDIO EXPERIMENTAL DE PROCESOS DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO. Obtenido de http://www.raco.cat/index.php/ensenanza/article/viewFile/21502/93552
Ticona, C. (2008). FISICA PREUNIVERSITARIA. Tacna.