Ingeniería en Industrias Alimentarias 57.5
58
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46.5
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60
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13.77
INTRODUCCIÓN
230
63
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74
11.74
14.45
14.15
El calor latente de una sustancia se define como la energía calorífica necesaria para que cierta masa de esa sustancia cambie de estado [1]. Si la sustancia se encuentra inicialmente en estado sólido y pasa a líquido, se hablaría de calor latente de fusión (Lf), en el caso de pasar de líquido a gas se trataría de calor latente de vaporización, y para la transición de sólido a gas se tendría el calor latente de sublimación.
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16.06
DETERMINACIÓN DE CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN Y FUSIÓN Yeison Vilca A. Rony Tipo Tipo V. Bladimir Quispe T. Hugo C. C. Quispe M. Anderson J. Ticona A. Jhon R. Martines V. Jorge Martines Martines V.
Universidad nacional de Juliaca
El cambio de estado de una sustancia no supone ningún cambio de temperatura. En otras palabras, se pasará de agua líquida a 100ºC a vapor de agua a 100ºC. la definición del calor latente de una sustancia es: Energia/masa Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J [2]. Para un caso concreto de cambio de estado (fusión), el flujo de calor (Qf) que debe recibir una cierta masa (m) de una sustancia para cambiar de estado (pasar de sólido a líquido) se calcularía como: Qf m Lf = Si se quisiera determinar el calor latente de fusión del hielo utilizando el método de las mezclas, sería necesario mezclarlo con una sustancia caliente de calor específico conocido. El calor específico (c) de una sustancia se define como la energía calorífica necesaria para que una cierta masa de esa sustancia eleve su temperatura en un cierto incremento de temperatura [3] Las unidades en el numerador son normalmente julios o calorías. La equivalencia entre ambas es 1cal = 4.18J.. El flujo de calor que debe recibir una cierta masa de un fluido para aumentar su temperatura en un cierto incremento de T se calcularía según la siguiente ecuación: Q = m⋅ c ⋅∆T
EXPERIMENTAL Primeramente, alistar los materiales necesarios a utilizar durante la práctica, luego de ello ca lentar 100 ml de agua destilada en un vaso precipitado en la placa calefactora (p=800 w), lo primero medir la temperatura inicial en tiempo cero (18°C), luego comenzar a calentar el agua y controlar la temperatura con el termómetro cada 10 segundos hasta la temperatura de ebullición (temperatura constante 84 °C).
150
46
160 170
GRAFICO N° 01 “Temperatura “Temperatura vs Calor , en los 3 casos”
Temperatura vs Calor 100
) C ° ( a r 50 u t a r e p 0 m 0.00 e T
G-1 G-2 5.00
10.00
15.0 .00 0
20.00
G-3
Q (kcal)
GRAFICO N° 02 “Temperatura “Temperatura respecto al tiempo, en los 3 casos”
RESULTADOS Y DISCUSIONES
Temperatura vs Tiempo
CUADRO N° 01 “Tabla de resultados de lectura de temperatura y calor de los 3 grupos”
Tiem po (s)
GRU PO A
GRU PO B
GRUP OC
0
22
22
20
GRU PO A Q(Kc al) 4.10
GRU PO B Q(Kc al) 4.10
GRU PO C Q(Kc al) 3.82
10
24
22.2
21
4.47
4.14
4.02
20
24.5
24
23
4.57
4.47
4.40
30
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26
26
4.85
4.85
4.97
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28
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4.94
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30
32
5.13
5.59
6.12
60
29
33
35
5.41
6.15
6.69
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31
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38
5.78
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7.08
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40.5
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6.25
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35
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) C ° ( a r u t a r e p m e T
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G-1
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G-2
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G-3
0 0
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Tiempo (s) Según Tipper, 2001; El flujo de calor que debe recibir una cierta masa de un fluido para aumentar su temperatura, y la Grafica 1 nos muestra un incremento de temperatura en función al calor brindado al fluido (Gooding,1999). Mientras que la Grafica 2, Según (Himmelblau,2007) el incremento por adicion de calor en un tiempo establecido hasta que el fluido llegue a punto de ebullición, genera una temperatura constante, ya que pasado de esa temperatura el liquido cambia de estado (Serway,2008). Tambien podemos decir que el calor latente es directamente proporcional a la potencia, esto es reflejado en el tiempo de demora(300-350seg) para encontrar tal calor latente(84°C).
VI Semestre – Balance Balance de Materia y Energía
Ingeniería en Industrias Alimentarias CONCLUSIONES El punto de ebullición es un factor importante, para determinar que cantidad de energía (en forma de calor) se debe administrar en un determinado tiempo para encontrar la temperatura constante y encontrar el calor latente de vaporización QLvap= 573.6kcal/kg, y comparado con el Lvap teorico que es 540.16Kcal/kg, tiene un margen de error de 5.8%, en tanto el QLfusion, no se pudo hallar porque se trabajo en un sustancia liquida (estado liquido)
AGRADECIMIENTOS Primeramente, agradecer al Dr. Alejandro Coloma Paxi por impartir el curso de Balance de Materia y Energia, y a la Universidad Nacional de Juliaca, quien nos brindó el laboratorio para realizar las practicas.
REFERENCIA [1]Gooding, N. BALANCE DE ENERGÍA. Primera edición. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. 1999. [2]Himmelblau. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA. Cuarta edición. Prentice Hall, Hispanoamericana, S. A. México. 2007. [3]Cereceda T., Errázuriz K., Rivera A. (2013). Energía, electricidad en el mundo que avanza. Santiago: Pontificia Universidad Católica de Chile
[4]Serway,
R.,
Jewett,
J.
(2008).
Física para ciencias e ingeniería. Volumen 1. 7ª edición. México: Cengage Learni
[5]Tippens,
Paul,
E.
(2001).
Física, conceptos y aplicaciones. 6.ª edición. Chile: Mcgraw-Hill.
VI Semestre – Balance de Materia y Energía
