informe 5 fisica2
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8/16/2019 informe 5 fisica2
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PROLOGO
El presente informe de laboratorio de física, que tiene por título “CALOR
ESPECIICO! la cual pertenece a la secci"n que se encuentra ba#o la direcci"n
del in$% &os' Pac(as, profesor del curso de física II de la facultad de in$eniería)ec*nica
Con este e+perimento se pretende que el estudiante de in$eniería obsere el
“CALOR ESPECIICO! - a partir de ello identifique las principales ma$nitudes
que interienen, - isualice los alores que 'stas toman en distintos casos, así
como las ariaciones que e+perimentan en diersos instantes - posiciones%
.ambi'n es una nuea oportunidad que tenemos los alumnos pertenecientes al
$rupo, para poder dar un aporte que sea /til a nuestros compa0eros, con los
cuales intercambiaremos informaci"n sobre el tema desarrollado, resultados, -
así sacar conclusiones, con las cuales sacar recomendaciones para me#orar el
e+perimento reali1ado%
2ueremos a$radecer a la facultad de ciencia por el pr'stamo de su laboratorio,
adem*s al in$% &os' Pac(as por el tiempo brindado (acia nosotros - por suconocimiento que nos transmite en cada e+perimento%
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345ICE
Prolo$o 6
3ndice 7
Ob#etios 8
Representaci"n esquem*tica 9
undamento .e"rico :
Procedimientos ;
?iblio$rafía 6;
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O?&E.I@OS
5eterminar la capacidad calorífica de un calorímetro - determinar el calor
específico de diferentes muestras solidas mediante el uso de un modelo din*mico
sencillo%
Estudiar el efecto de la transferencia de calor entre el calorímetro - la muestra a
anali1ar%
@erificar e+perimentalmente las distintas ecuaciones de cantidad de calor 2B%
Aplicar la Le- de Equilibrio .'rmico a sistemas termodin*micos% .ambi'n aplicar la
conseraci"n de la ener$ía en sistemas con transferencia de calor%
Afian1aremos los conceptos de calor, temperatura, calor específico, capacidad
calorífica%
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http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
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REPRESE4.ACI4 ES2DE).ICA
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D45A)E4.O .ERICO
CALOR
Es la transferencia deener$ía t'rmica desde un sistema a otro de menor temperatura que flu-eespont*neamente se$/n lo describe la termodin*mica% Esta transferencia de
calor puede usarse en la mec*nica para reali1ar traba#o sobre al$/n sistema -de a(í sus aplicaciones%
)atem*ticamente la transferencia de calor proocado por una ariaci"n detemperatura puede describirse comoF
A(ora si consideramos el ce Calor específico del materialB constanteF
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http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica
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de a(í la e+presi"n quedaría comoF
5onde H..7J.6 K @ariaci"n de temperatura%
transmisi"n de calor
UNIDADES DE MEDIDA DEL CALOR
En el Sistema Internacional de Dnidades es la misma que la de la ener$ía - eltraba#oF el &oule unidad de medidaB &oule%
Otra unidad ampliamente utili1ada para la cantidad de ener$ía t'rmicaintercambiada es la caloría calB, que es la cantidad de ener$ía que (a- quesuministrar a un $ramo de a$ua a 6 atm"sfera de presi"n para elear sutemperatura de 69,: a 6:,: $rados Celsius% La caloría tambi'n es conocidacomo caloría peque0a, en comparaci"n con la ilocaloría McalB, que se conocecomo caloría $rande - es utili1ada en nutrici"n%
&oule, tras m/ltiples e+perimentaciones en las que el moimiento de unaspalas, impulsadas por un #ue$o de pesas, se moían en el interior de unrecipiente con a$ua, estableci" el equivalente mecánico del calor ,
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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Joule_(unidad_de_medida)_Joule&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Atm%C3%B3sfera_(presi%C3%B3n)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Atm%C3%B3sfera_(presi%C3%B3n)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Joule_(unidad_de_medida)_Joule&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Atm%C3%B3sfera_(presi%C3%B3n)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua
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determinando el incremento de temperatura que se producía en el fluido comoconsecuencia de los ro1amientos producidos por la a$itaci"n de las palasF
El #oule &B es la unidad de ener$ía en el Sistema Internacional de Dnidades%
CAPACIDAD CALORÍFICA
Se define como la cantidad de calor $anado o cedido que necesita la masa deuna sustancia para que la temperatura ari' en un $rado%
Siendo las unidadesF CalNC, Mcal% NM$% C, &NC%
CALOR ESPECÍFICO
El calor específico es la ener$ía necesaria para elear 6 C la temperatura de
una masa determinada de una sustancia% El concepto de capacidad caloríficaes an*lo$o al anterior pero para una masa de un mol de sustancia en estecaso es necesario conocer la estructura química de la mismaB%
El calor específico es un par*metro que depende del material - relaciona elcalor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con elincremento de temperaturaF
5ondeF
QF es el calor aportado al sistema
M: es la masa del sistema
C: es el calor específico del sistema
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http://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica
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ΔT: es el incremento de temperatura que e+perimenta el sistema
Las unidades m*s (abituales de calor específico sonF
EL CALORÍMETRO:
El calorímetro es un instrumento que sire para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos% Esdecir, sire para determinar el calor específico deun cuerpo, así como para medir lascantidades de calor que liberan o absorben loscuerpos%
Este recipiente, se encuentra aisladoconenientemente con el prop"sito de eitar perdidas de calor cu-as paredes est*n(ec(as de materiales aislantes t'rmicos Se usa para estudiar me1clas caloríficas -para conserar sustancias a temperatura constante%
PROCE5I)IE4.OS
Determinar la capacidad caloríica del calorímetro
Primero procederemos a calcular el la capacidad calorífica del calorímetro,para eso colocaremos una cantidad de masa )aB de a$ua en el calorímetro - lemedimos la temperatura .aB a la que se encuentre% Otra cierta cantidad )bB dea$ua en la olla% Esta se calentar* (asta una temperatura .bB, para lue$o me1clar ambas - establecido el equilibrio .eB utili1ar la f"rmula para calcular el Ce calor específico del calorímetroB%
Dna e1 obtenido el Ce, se procede a calcular la capacidad calorífica CcBmultiplicando la masa del calorímetro por el Ce%
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http://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico
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Olla fría en medici"n
)aB de a$ua
Calor e!pecíico de !"lido!
Para calcular los calores específicos de los solidos utili1ados Aluminio,
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Apunto de calentar el s"lido
Dna e1 reali1ado este paso, se debe proceder a introducir el s"lido en elrecipiente de .aB su#et*ndose de las pin1as (asta alcan1ar la temperatura deequilibrio .eB%
Reali1ar estos pasos para obtener los Ce de cada s"lido%
S"lido calentado
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CALCDLOS RESDL.A5OS
#$%Determinaci"n de la capacidad caloríica &o e'(i)alente en a*(a+ delcalorímetro$
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Esquema del equilibrio t'rmico entre a$ua fría - calienteB con el calorímetro%
C*lculo de la capacidad calorífica del termo
Q1+
Q2=
Q3
m1. (ce agua ) (T −T a )+m (ce calorímetro ) (T −T a )=m2 (ceagua ) (T b−T )
150 . (1 ) (52−22)+m (cecalorímetro ) (52−22 )=200.(1)(80−52)
C =m.ce=36.67 cal
g℃
La capacidad calorífica del termo esF 36.67 cal
g℃
13
T, -./C
0
1#
T , 21/C
31O 02.ml
31O #2.ml
T, 11/C
31O1..ml
-
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1$%Calor e!peciico de !"lido!
Determine (!ted el calor e!peciico del metal +$
Equilibrio t'rmico del metal con el a$ua%2$anado J 2perdido
)a$ua%Cea$ua%.8 .6B QCc%.8 .6B J mmetal%Ce% .8 .B
7$B%6cal
g℃ B%79 ℃ J 78 ℃ B Q 8=,==>79 ℃ J 78 ℃ B J 9>,6 $B%
CeB%79 ℃ J > ℃¿
Ce , .$#.410 calg℃
14
T0, 15/C
31O 1..ml 6 metal
Metal +
57$#*31O 1..ml
T1 , 7./CT# , 10/C
-
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Determine (!ted el calor e!peciico del metal &1+$
Fi*(ra #0$ Equilibrio t'rmico entre el metal - el a$ua
2$anado J 2perdido
)a$ua%Cea$ua%.8 .6B QCc.8 .6B J mmetal%Ce% .8 .metalB
7 $B%6cal
g℃ B%7; ℃ J 77 ℃ B Q 8=,==>B7; ℃ J 77 ℃ B J 6:=,=
$B% CeB%7; ℃ J ℃¿
Ce , .$00.-cal
g℃
15
T0, 1-/C
31O 1..ml 6 metal
metal
#2898*31O 1..ml
T1 , 4./CT# , 11/C
-
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Determine (!ted el calor e!peciico del metal &0+$
Equilibrio t'rmico del metal con el a$ua%
2$anado J 2perdido
)a$ua%Cea$ua%.8 .6B QCc%.8 .6B J mmetal%Ce% .8 .B
6$B%6 calg℃ B%89 ℃ J 7= ℃ B Q 8=,==>89 ℃ J 7= ℃ B J >> $B%
CeB%89 ℃ J ; ℃¿
Ce , .$0.-87cal
g℃
16
T ,--/C
T0, 05/C
31O 1..ml 6 metal
Metal &0+
77*31O #..ml
T1 , -./CT# , 18/C
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CO4CLDSIO4ES
Se conclu-e que el equilibrio t'rmico se establece entre sustancias en
contacto t'rmico por la transferencia de ener$ía, en este caso calorK para
calcular la temperatura de equilibrio es necesario recurrir a la conseraci"n
de ener$ía -a que al no efectuarse traba#o mec*nico la ener$ía t'rmica
total del sistema se mantiene%
.ambi'n se conclu-e que cuando un cuerpo $ana calor T. es positia, lo
que corresponde a que la ener$ía t'rmica flu-e (acia el sistema, cuando
un cuerpo pierde calor su T. es ne$atia es decir la ener$ía t'rmica flu-e
(acia fuera del sistema%
Con estos metales podemos concluir que distintas sustancias tienen
diferentes capacidades para almacenar ener$ía interna al i$ual que para
absorber ener$ía -a que una parte de la ener$ía (ace aumentar la rapide1
de traslaci"n de las mol'culas - este tipo de moimiento es el responsable
del aumento en la temperatura%
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http://www.monografias.com/trabajos36/conservacion-energia-mecanica/conservacion-energia-mecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/conservacion-energia-mecanica/conservacion-energia-mecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/conservacion-energia-mecanica/conservacion-energia-mecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/conservacion-energia-mecanica/conservacion-energia-mecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml
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RECO)E45ACIO4ES
Se recomienda el uso de $uantes aislantes del calor, para preenir cualquier
accidente de quemadura, -a que se traba#a a temperaturas ma-ores a :UC%
Adem*s no se debe e+ceder los 6 UC -a que es las peli$roso%
Se recomienda que la e+periencia se realice con muc(o cuidado - rapide1
para que al momento de aciar el a$ua al termo no se disipe muc(o calor al
medio e+terior%
Se recomienda (acer el e+perimento tres eces para así traba#ar con ma-or
precisi"n - que el resultado se apro+ime m*s al real%
Para la primera parte de la e+periencia, se recomienda (umectar la ollita
antes de aciar el contenido de la probeta a fin de compensar las p'rdidas de
masa de a$ua%
?I?LIOGRA3A
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6% )anual de pr*cticas de laboratorio de física, 7, p*$% 68%
7% Paul A% .ipler, Gene )osca, ísica para ciencias - tecnolo$ía% EditorialReerte S%A%, ?arcelona, Espa0a, 76%
8% Ant(on- ?edford, Vallece oWler% )ec*nica para In$enieríaF Est*tica tomoIB - 5in*mica tomoIIIB, :ta edici"n, Editorial Pearson S%A% de C%@% )'+ico7>%
9% Ra-mond A% SerWa-% ísica para Ciencias e In$eniería, con ísica )oderna,@olumen I, s'ptima edici"n, Cen$a$e Learnin$ S%A% de C%@% )'+ico%
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