1. Universidad Autónoma de Ciudad Juárez- Licenciatura en Química<br />Gabriela Muñoz Armenta- 103868<br />Práctica no. 1 Equilibrio térmico y determinación de densidad<br />M.I. Claudia Avitia Armendáris<br />Resumen: El equilibrio térmico se alcanza cuando dos cuerpos que no están en contacto alcanzan la misma temperatura con un tercero que está en contacto térmico con ambos. La densidad es la cantidad de materia en un volumen determinado a cierta temperatura. El objetivo fue comprobar la ley del equilibrio térmico usando aceite y agua como los objetos a alcanzarlo con el medio ambiente. Y obtener densidades de diferentes aceites y del agua para compararlas. Se comprobó la ley cero de la termodinámica pues la diminución de temperaturas de las sustancias es cada vez menor al acercarse a temperatura ambiente. Se encontró que el en un 1ml de agua hay mas materia que en 1ml de aceite.<br />Introducción<br />Se conoce como contacto térmico cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas están en contacto (González, Et al, 2006). Cuando un cuerpo caliente y uno frío entran en contacto térmico; en una ambiente aislado; el objeto frío comenzara a calentarse y el caliente a enfriarse, hasta que ambos objetos lleguen a la misma temperatura. En cambio si el ambiente es abierto, estor cuerpos modificaran sus temperaturas hasta que deje de haber cambios (Tipler, Mosca, 2005), a este estado se le conoce como equilibrio térmico y hace referencia a la Ley cero de la termodinámica que dice: ¨Si un objeto se encuentra en equilibrio térmico con otros dos, los otros dos objetos deben estar en equilibrio térmico¨(Picado, Álvarez, 2008).<br />La densidad es la cantidad de masa en volumen de una sustancia. La densidad depende de la temperatura, pues el volumen de una sustancia se modifica al variar la temperatura. Se expresa comúnmente en gramos por centímetro cúbico.<br /> [1]<br />La densidad del agua se definió como la masa de 1ml de agua a 25ºC. Por eso que su densidad sea de 1g/cm3 (Brown, Et al, 2004)<br />Objetivos<br />Aplicar la ley del equilibrio térmico y obtener la densidad de las sustancias.<br />Metodología<br />Experimento A, Buscando el equilibrio:<br />Se colocaron 50 ml de agua y aceite en diferentes vasos de precipitados y se calentaron hasta que alcanzaron los 60ºC, se retiraron del fuego y se tomó la temperatura durante cada minuto hasta que fuese constante.<br />Experimento B, Medición de densidad:<br />Se taró un vaso de precipitados de 100ml, se le añadió 10ml de agua, se volvió a pesar y al resultado obtenido se le resto el peso original del vaso de precipitados vacio, Repitiendo con el procedimiento para el aceite, para determinar la densidad con la fórmula 1.<br />Resultados:<br />Experimento A, Buscando el equilibrio:<br />Figura 1. Grafica de la variación de temperatura con respecto al tiempo del agua.<br />Figura 2. Grafica de la variación de temperatura con respecto al tiempo del aceite.<br />Experimento B, Medición de densidad:<br />Por todo el grupo, se midieron las densidades de distintos aceites (tabla 1), mientras que todos los equipos hicieron cada uno la medición de la densidad del agua (tabla 2).<br />Tipo de aceite Densidadkg/Lg/mLmg/LCocina0.87g/cm30.870.87870000Bebé0.81g/cm30.810.81810000Motor0.84g/cm30.840.84840000<br />Tabla 1. Densidad de diferentes aceites<br />EquipoDensidadkg/Lg/mLmg/L 10.98 g/cm30.980.98980 00021.05 g/cm31.051.05105000031.09 g/cm31.091.091144500<br />Tabla 2. Densidades del agua obtenidas por los diferentes equipos<br />Análisis <br />Durante el experimento A, se trabajó con sistemas abiertos, pues ambas sustancias estaba en contacto con el aire. Inicialmente hubo un ligero aumento de la temperatura, por el contacto con los metales calientes de la tela de asbesto y anillo del soporte universal. La temperatura disminuyó constantemente para ambas sustancias sin embargo el agua alcanzo una temperatura constante más baja y más rápidamente que el aceite, de 28ºC a partir de los 24 minutos para el agua y 32ºc a los 32 minutos (ver gráficos 1 y 2) para el aceite. Las temperaturas finales se pudieron ver afectadas, por la temperatura del laboratorio y el calor producido por los mecheros de las demás mesas. Según la bibliografía el aceite tarda más en alcanzar su equilibrio térmico con al ambiente, porque tiene menor calor especifico y un punto de ebullición más alto que el agua, por lo que absorbe más calor (Aguilar, Senet, 2001). Al ser la temperatura una característica intrínseca de la materia, no depende de la cantidad de sustancia que haya en el matraz para alcanzar su equilibrio térmico con el ambiente. <br />En el experimento B, en la tabla 1, se observan variaciones en las densidades del agua, esto debido a las variaciones de la temperatura dentro del laboratorio por causa se la refrigeración. Sin embargo son muy cercanas a 1g/cm2 (Brown, Et al, 2004). Mientras que en los aceites tienen densidades menores que el agua.<br />Conclusiones<br />La ley cero de la termodinámica se cumple cuando el aceite, y el termómetro llegan a temperatura llegan a un equilibrio térmico con el ambiente, por lo tanto el aceite y el termómetro están en equilibrio. Los aceites son más ligeros que agua, pues según su densidad tiene menos materia en la misma cantidad de volumen que el agua.<br />Bibliografía <br />Agustín González Ruiz, Pedro Mateo Floría, Diego González Maestre. 2006. Manual para el técnico en prevención de riesgos laborales. Madrid : Fundación Confemental, 2006. pág. 90.<br />José Aguilar Peris, F. Senent. 2001. Cuestiones de física. Barcelona : Editorial Reverte, 2001. pág. 123.<br />Paul Allen Tipler, Gene Mosca. 2005. Física para la ciencia y la tecnología: Mecánica, oscilaciones y ondas. Barcelona : Editorial Reverté, 2005. p. 15.<br />Picado Ana Beatriz, Álvarez Milton. 2008. Química I: Introducción al estudio de la materia. San José C. R. : EUNED, 2008. pág. 390.<br />Theodore L. Brown, Bruce E. Bursten, Julia R. Burdge. 2004. Química: la ciencia central. México : Pearson Educación, 2004. p. 17.<br /> <br />