Manual de Prácticas. Práctica número 4 Temperatura y calor

Transcripción

1 Práctca número 4 Temperatura y calor Tema Correspondente: Prmera Ley de la Termodnámca Nombre del Profesor: Nombre completo del alumno Frma N de brgada: Fecha de elaboracón: Grupo: Elaborado por: Revsado por: Autorzado por: Vgente desde: Elzabeth Agurre Maldonado Rgel Gámez Leal Gabrel Jaramllo Morales M del Carmen Maldonado Susano Dr. Gerardo René Espnosa Pérez 19 novembre 008

2 1. Segurdad en la ejecucón 1 Pelgro o Fuente de energía La resstenca de nmersón debe estar cuberta con agua, antes de energzar la fuente. Resgo asocado S no lo hace puede explotar y ocasonarle daño al usuaro.. Objetvos de aprendzaje a) Obtener el modelo gráfco del calor sumnstrado (Q) en funcón de la temperatura (T) de una sustanca. b) Obtener el modelo matemátco de la gráfca del ncso anteror. c) Determnar la capacdad térmca (C) y la capacdad térmca específca a presón constante (c p ) de la sustanca empleada. d) Calcular el error de exacttud en la obtencón de la capacdad térmca específca del agua, en su fase líquda. 3. Materal y Equpo 1 Calorímetro con tapa, agtador y resstenca de nmersón 1 Vaso de precptados de 600 [m ] 1 Balanza de 0 a 610 [g] 1 Fuente de poder con amperímetro y voltímetro Cables de conexón largos 1 Termómetro de nmersón de 0 a 150 [ C] 1 Cronómetro dgtal 1 Jernga de 10 [m ] 150 [g] de agua Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna

3 Desarrollo Actvdad 1 Mda una masa de 150 [g] de agua en su fase líquda y mda su temperatura. Esta masa debe ser sufcente para cubrr totalmente la resstenca de nmersón, ntegrada a la tapa del calorímetro. Tenga mucho cudado de no dar energía a la resstenca cuando esté fuera del líqudo. Temperatura (T) del agua: [ C] Actvdad Arme el dspostvo expermental mostrado en el dagrama. Verfque que la resstenca de nmersón esté cuberta por el líqudo. Una vez cerrado el crcuto, sn dejar de agtar suavemente el contendo del calorímetro, espere a que la temperatura del agua sea de un par de grados [ C] por arrba de la que mdó en la actvdad anteror. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 3

4 Consderando que esta últma será la temperatura ncal de la sustanca y que a partr de este nstante (t 0 =0) se empeza a medr el tempo, llene la tabla que a contnuacón se muestra. No deje de agtar el contendo y consdere que el funconamento del cronómetro debe ser contnuo así como el de la fuente de poder. T [ C] T [ C] t [s] V ab [V] I [A] Q [J] Actvdad 3 Con base en la tabla anteror, dbuje el modelo gráfco del calor sumnstrado (Q), en [J], en funcón de la temperatura (T), en [ C], del agua. Con el método de mínmos cuadrados, determne tambén el modelo matemátco de dcha funcón. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 4

5 Modelo matemátco: Actvdad 4 Apoyándose en el modelo matemátco anteror, determne la capacdad térmca y la capacdad térmca específca a presón constante de la sustanca. No olvde las undades correspondentes. Capacdad térmca (C): Capacdad térmca específca a presón constante (c p ): Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 5

6 Actvdad 5 Calcule el porcentaje de exacttud en el valor de la capacdad térmca específca a presón constante del agua en su fase líquda. Consdere que el valor patrón de esta propedad es c p = [J/(kg C)] Expresones matemátcas necesaras {Q} = P t P = V ab I {Q} sensble = m c p T Método de mínmos cuadrados: n x y ( x )( y ) m = n x ( x ) ( y )( x ) ( x y )( x ) b = n x ( x ) Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 6

7 5. Cuestonaro 1. Con base en la actvdad 1, cómo podría explcarse la ley cero de la termodnámca?. Exprese el resultado de la actvdad 1 en la escala de temperatura absoluta del SI. 3. Haga la gráfca de calor sumnstrado (Q) en funcón de la temperatura de la sustanca (T) de manera que ambas varables estén en el SI. 4. Compare la gráfca del punto anteror con la que obtuvo en la actvdad 3, qué puede conclur? Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 7

8 5. Clasfque las propedades de la actvdad 4 en ntensvas o extensvas. Justfque su respuesta. 6. Es la temperatura una propedad ntensva o extensva? Explque. 7. Es el calor una propedad de las sustancas? Por qué? 8. Elabore una tabla donde se ndquen las cantdades físcas nvolucradas en esta práctca, sus undades y su expresón dmensonal (ambas en el SI). Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 8

9 6. Conclusones 7. Bblografía Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 9