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INFORME DE LABORATORIO DE QUÍMICA Laboratorio _ 2: “Calor y Trabajo”

INTRODUCCIÓN.

Llamaremos calor a la energía que pasa de un cuerpo a otro, o de un sistema a otro debido al movimiento de átomos moléculas y otras partículas calor y llamaremos trabajo a la transferencia de energía que se produce cuando una fuerza provoca un desplazamiento. ¿Pero qué relación hay entre el trabajo y el calor?, a continuación se realizará y analizará un experimento con la finalidad de responder a las incógnitas planteadas en la hoja de instrucciones en relación al calor y trabajo

OBJETIVOS Aprendizaje 1. Identificar los conceptos de trabajo y calor 2. Comprender a través de un experimento la relación entre trabajo y calor Laboratorio : 1. Analizar la modificación de energia de un sistema en forma de calor y trabajo 2. Medir la variación de volumen y temperatura

PREGUNTA ¿Se puede observar el calor que se transmite a un sistema cerrado macroscópicamente?

HIPÓTESIS No se puede observar el calor que se transmite a un sistema cerrado macroscópicamente .

MATERIALES E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO 1. 1 jeringa de 10cc (sellada) 2. Mechero Bunsen 3. Vaso Precipitado

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4. 5. 6. 7. 8. 9.

Pinzas de madera Rejilla de asbesto Agua potable Fósforos Termómetro Trípode

PROCEDIMIENTO 1. Agregar agua al vaso pp., póngalo sobre la rejilla de asbesto y registrar la temperatura inicial del agua. 2. Sujetar la jeringa sellada con las pinzas de madera y apoyar estas sobre el vaso de pp.,de tal manera que la jeringa quede cubierta por el agua casi en su totalidad.( el émbolo debe quedar fuera del agua) 3. Encender el mechero Bunsen y calentar el agua hasta el punto de ebullición. Observar lo que ocurre con el agua contenida en el vaso de pp. y el émbolo de la jeringa 4. Registrar lo observado y analizar.

Diseño Experimental (comienzo del experimento)

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Diseño Experimental (durante el experimento)

Diseño experimental (término del experimento)

DATOS Presión atmosférica

101,325 Pa

Temperatura Inicial

Presión atmosférica

101,325 Pa

Volumen Inicial

Temperatura Inicial

16 °C

Temperatura Final Volumen Final

100 °C 7cc

Variación de Temperatura

84 °C

Variación de Volumen

2cc

Observaciones: al terminar el experimento se aprecia que la jeringa aumentó su temperatura Con el paso de tiempo la jeringa se comienza a enfriar y esta vuelve a su volumen inicial (5cc)

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ANÁLISIS Para comenzar el experimento presenta dos sistemas termodinámicos uno es el agua en el vaso precipitado(pared termodinámica) y el otro es el aire en la jeringa sellada(pared termodinámica); y sus respectivos entornos, en el caso del agua sería el ambiente de la sala y el el caso de la jeringa sería el agua del vaso precipitado. Evidenciamos que los sistemas intercambian energía calórica, ya que pudimos observar que a medida que el fuego aumentaba la temperatura del agua, el émbolo de la jeringa comenzó a subir sin ayuda de una fuerza externa, esto solo se explica por el aumento de energía calórica en el aire ya que cuanta mayor energía térmica posean las partículas mayor será su movimiento y su expansión dentro del sistema, esto genera presión en las paredes de la jeringa , terminando por mover la pared que se podía mover con mayor facilidad , aumentando el volumen 2 cc, por el contrario ,esto no sucedería si la temperatura del agua fuera 0° , ya que a menor energía térmica menor es la movilidad y ocupación del espacio de las partículas dentro de un sistema por lo que el volumen del aire en la jeringa disminuiría. además observamos que cuando terminamos el experimento el volumen de la jeringa volvió a su estado inicial, esto sucedio porque, ni trabajo ni energía calórica, actuaban sobre esta. El trabajo lo asociamos al movimiento de partículas por lo tanto Observamos que cuando el entorno realiza trabajo sobre el sistema y se transfiere energía calórica al sistema , el sistema aumenta su energía interna.

CONCLUSIÓN

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No se acepta la hipótesis planteada ya que hemos aprendido que el calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro debido al movimiento de las partículas, y como en este caso pudimos evidenciar el movimiento de partículas , podemos deducir que se produjo un intercambio de energía calórica, lo que corroboramos al tomar la temperatura. El sistema del agua en el vaso precipitado corresponde a un sistema termodinámico abierto ya que permite el intercambio de energía calórica con el ambiente y con el sistema del aire en la jeringa y a su vez permite el intercambio de materia con el ambiente en forma de vapor. El sistema del aire en la jeringa corresponde a un sistema cerrado ya que se demostró experimentalmente que intercambiar energía calórica( en este caso recibe energía calórica) pero no permitió el intercambio de materia ya que el plástico de la jeringa impedía la entrada y salida de materia pero sí la de energía calórica. En El sistema del vaso ocurre tanto un proceso endergónico como exergónico , ya que se realiza trabajo sobre el sistema mediante el fuego y además absorbe la energía calórica del fuego, pero a su vez el sistema realiza trabajo sobre el sistema del aire en la jeringa permitiendo , que este otro sistema absorba la energía calórica de su sistema , aumentando su energía interna ,por lo tanto ocurre un proceso endergónico en el sistema del aire en la jeringa. Ya que pudimos analizar que la energía se puede ser absorbida y transmitida,pero no se pierde ni se destruye , podemos concluir que se cumple el principio de conservación de la energía.También pudimos analizar que la energía interna de un sistema depende de la energía calórica y del trabajo termodinámico.

BIBLIOGRAFÍA 1. Maria Isabel Cabello Bravo. (2018). Texto del estudiante Química 3°-4° medio.Chile: Ediciones cal y canto.

LINKOGRAFÍA 1. https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/jacarrer/Trabajo_Calor_1PPo.pdf

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2. http://www2.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap13.pdf

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