UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA. Térmica PRÁCTICA 4 CALOR

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA. Térmica PRÁCTICA 4 CALOR"

Miguel Figueroa Aguilar
hace 7 años
Vistas:

1 Térmica PRÁCTICA 4 CALOR OBJETIVO: Determinar la relación existente entre las variables calor (Q)-temperatura (ΔT) y calor (Q) masa (m) para agua líquida. Construir la gráfica que relaciona las variables ΔT-Q durante el calentamiento de agua líquida. Obtener el modelo matemático que relacione a las variables ΔT-Q del objetivo anterior. MATERIAL Cantidad M 1 Parrilla eléctrica a 3 Vasos de precipitados de 250 (ml) 1 Watthorímetro 1 Termo 1 Resistencia de inmersión 2 Termómetros de bulbo con mercurio 1 Cronómetro 360 (g) Agua Bases teóricas Equilibrio Térmico Cuando dos sistemas con diferente temperatura se ponen en contacto y luego de cierto tiempo alcanzan la misma temperatura, se dice que ambos sistemas han llegado al equilibrio térmico. 1

2 A principios del siglo pasado, los científicos explicaban este fenómeno suponiendo que todos los sistemas contenían en su interior una sustancia fluida, invisible y de masa nula llamada calórico. Cuanto mayor sea la temperatura de un sistema, tanto mayor sería la cantidad de calórico en su interior. De acuerdo con este fenómeno cuando dos sistemas con temperatura diferentes se ponen en contacto, se produce una transmisión de calórico del cuerpo más caliente al más frío, ocasionando una disminución en la temperatura del sistema más caliente y un incremento en el sistema más frío. Una vez que ambos sistemas llegan a la misma temperatura el flujo del calórico se interrumpiría y permanecerían, a partir de ese momento, se encuentran en equilibrio térmico. Actualmente el calor se define como: La energía que se transmite de un sistema a otro, en virtud únicamente de una diferencia de temperaturas. Unidades de Calor En el Sistema Internacional de Unidades se utiliza el Joule (J) Además del Joule otra de las unidades que se emplea aún es la caloría, unidad que se deriva del concepto del calórico y se define como: La cantidad de calor que debe suministrarse a un gramo de agua para que su temperatura se eleve de 14.5 ( C) a 15.5 ( C). El calor se presenta o se manifiesta de dos formas: Calor Sensible. Cuando en un sistema su temperatura aumenta debido a un suministro de energía en forma de calor. 2

3 La ecuación del calor sensible es: Qf= mc(tf-ti) dónde: {Q} = calor m=masa T i = Temperatura inicial T f = Temperatura final c es una constante de proporcionalidad y se conoce como la capacidad térmica específica de la sustancia. Calor Latente. Cuando en un sistema su temperatura no cambia cuando se suministra energía en forma de calor. Durante el suministro de energía en forma de calor el fluido cambia de fase. La ecuación del calor latente es: Q= λ m donde: Q = calor m = masa λ es una constante de proporcionalidad y se conoce como entalpia de transformación 3

4 Desarrollo Para el cumplimiento del primer objetivo 1. A cada vaso de precipitados se le agrega la misma cantidad de agua. 2. La parrilla se enciende, colocando la perilla de calentamiento en el número dos. 3. En uno de los vasos se introduce un termómetro y se registra el valor de la temperatura de la sustancia. 4. Se coloca el vaso antes citado sobre la superficie de la parrilla. 5. Se toma un tiempo de dos minutos y se realiza otra vez la lectura de temperatura del sistema y se retira el vaso de la superficie de la parrilla. 6. A continuación, se repiten los pasos anteriores con otro de los vasos con la única variante de colocar la perilla de calentamiento en el número cuatro 7. Por último, el procedimiento es igual para el vaso final variando la perilla de calentamiento al número seis. 8. Se analiza la información obtenida. Se cambia el agua de los vasos anteriores bajo el siguiente esquema: una masa en el primero, en el segundo más masa que el anterior y por último, en el tercer vaso mayor masa que los dos previos. 1. Para el desarrollo se debe de contemplar el mismo tiempo para cada vaso, por decir 2 (min). 2. Con el agua de cada vaso a una misma temperatura inicial, la temperatura final de la sustancia en cada vaso deberá de ser la misma al término del evento. Se tratará de llegar a la condición final manipulando exclusivamente la perilla de calentamiento. 3. En función de lo realizado, se analiza la información. 4

5 4. Con los dos eventos anteriores se tiene que llegara una conclusión general de la relación existente entre el calor (Q) con respecto de la masa (m) y del cambio de la temperatura (ΔT) Para el cumplimiento del segundo objetivo 1. En el termo se deposita la cantidad de agua necesaria para cubrir la resistencia de inmersión que está acoplada al recipiente. 2. Se cierra el sistema y se coloca en el interior de él un termómetro de bulbo con mercurio 3. Se registra la temperatura (temperatura inicial). 4. El cable de la resistencia se conecta al watthorímetro. 5. Se enciende el watthorímetro. 6. En el intervalo de temperaturas se toman lecturas de la temperatura en cada vuelta del watthorímetro. 7. Se realiza la gráfica Q vs ΔT, (ΔT=T f T i,t i, este último valor será siempre la temperatura que se tomó al inicio del proceso). Donde: Q = calor Q = KN K = constante del watthorímetro N = número de vueltas 5

6 Resultados Se proponen las siguientes tablas para el condensado de los resultados. Tabla 1. Medición de temperaturas durante el calentamiento de agua. Vaso No. Masa (g) T i ( C) t (s) T f ( C) Tabla 2. Medición de temperaturas durante el calentamiento de agua. Vaso No. Masa (g) T i ( C) t (s) T f ( C) Tabla3.Medición de temperaturas durante el calentamiento de agua y su suministro de energía en forma de calor. Masa de agua: ( g) Evento No. de vueltas T ( C) Q = N* K ΔT ( C) 1 (N) T inicial n T final 6

7 Fig. 1. Gráfica de calentamiento del agua 7

8 CONCLUSIONES: RECOMENDACIONES: BIBLIOGRAFÍA: 8

Documentos relacionados

M del Carmen Maldonado Susano M del Carmen Maldonado Susano

M del Carmen Maldonado Susano M del Carmen Maldonado Susano Antecedentes Temperatura Es una propiedad de la materia que nos indica la energía molecular de un cuerpo. Energía Es la capacidad latente o aparente que poseen los cuerpos para producir cambios en ellos