Título Autores Fecha Carrera Asignatura Grupo Docente Periodo Académico Subsede
Equilibrio Equilibrio Termico T ermico Nombres y Apellidos Franz Oscar Aica Soto Kevin Clares calle Eduardo Yumani Herrera 24/11/2016
Código de estudiantes 201503611 201503049 201504909
Ingeniería en Gas y Petróleo Física III “A”
Roberto Carlos Vera II/2016 Santa Cruz – Bolivia Bolivia
Copyright © (2016) por (Franz Oscar Ai ca Soto, Kevin Clares Calle, Eduardo Yumani.). Todos los derechos reservados.
Título: Equilibrio Térmico Autores: Franz Aica, Kevin Clares, Eduardo Yumani.
TABLA DE CONTENIDOS
CAPÍTULO I ..............................................................................................................................3
1.1.
-Introducción........................................................................................................................ 3
1.2.
–Objetivos ............................................................................................................................ 4
1.2.1.- Objetivo general .............................................................................................................................. 4 1.2.2. - Objetivo Especifico ......................................................................................................................... 4
CAPITULO II .............................................................................................................................5 Marco Teórico ................................................................................................................................. 5 2.1.
EquilibrioTérmico ............ ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............ .............. ............ .... 5
CAPITULO III ............................................................................................................................7 Desarrollo Práctico .......................................................................................................................... 7 3.1. - Materiales .............. ............. ............ .............. ............ .............. ............. ............ ............. ............. ...... 7 3.2. - Describir el experimento .............................................................................................................. 7 3.3. - Resultados ................................................................................................................................... 7
CAPITULO IV ............................................................................................................................9 4.1. - Conclusión ............................................................................................................................... 9 4.2. - Bibliografía............................................................................................................................ 10
ANEXO ...................................................................................................................................11
Asignatura: Física III Carrera: Ingeniería en gas y petróleo
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Título: Equilibrio Térmico Autores: Franz Aica, Kevin Clares, Eduardo Yumani.
CAPÍTULO I
1.1.
-Introducción
En el presente trabajo se pretende dar a conocer el equilibrio térmico, aplicando el método científico experimental. El concepto de equilibrio térmico es básico al momento de clasificar la temperatura. Sabemos que si dos cuerpos M1 y M2 que están a temperaturas diferentes entre sí se ponen en contacto, fluirá calor desde el cuerpo más caliente al cuerpo más frío. Después de un tiempo suficiente, ambos estarán en equilibrio térmico entre sí. Es decir estarán a la misma temperatura
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1.2. – Objetivos 1.2.1.- Objetivo general
Determinar el equilibrio térmico por medio de experimento.
1.2.2. - Objetivo Especifico
Identificar y aplicar el equilibrio térmico. Además, ca lculará los cambios calorías.
Investigar las propiedades para llegar a realizar los siguientes cálculos.
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CAPITULO II Marco Teórico 2.1.
Equilibrio Térmico
Es el estado en el que se igualan las temperaturas de dos cuerpos que inicialmente tenían diferentes temperaturas. Al igualarse las temperaturas se suspende el flujo de calor, y el sistema formados por esos cuerpos llega a su equilibrio térmico. Por ejemplo, si pone tienes un recipiente con agua caliente, y otro con agua fría, a través de sus paredes se establecerá un flujo de energía calorífica, pasado un tiempo, la temperatura del agua en ambos recipientes se igualará (por obra de las transferencias de calor, en este caso del agua más caliente a la más fría, también por contacto con el aire del medio ambiente y por evaporación), pero el equilibrio térmico lo alcanzarán cuando ambas masas de agua estén a la misma temperatura.
La cantidad de calor (Q) que gana o pierde un cuerpo de masa (m) se encuentra con la fórmula
Dónde: Q es la cantidad de calor (que se gana o se pierde), expresada en calorías. M es la masa del cuerpo en estudio. Se expresa en gramos Ce es el calor específico del cuerpo. Su valor se encuentra en tablas conocidas. Se expresa e n cal / gr º C ?t es la variación de temperatura = Tf T0. Léase Temperatura final (Tf) menos Temperatura inicial (T0), y su fórmula. Hasta aquí hemos hablado siempre de igualar temperaturas y ello nos lleva a concluir que a los cuerpos no se les puede asignar una cantidad. Lo que realmente tiene sentido son los intercambios de calor que se debe n a las temperaturas que existen entre los cuerpos que están en contacto. A continuación, desarrollemos algunos ejercicios que nos ayudarán a comprender la materia expuesta:
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Ejercicio 1)
¿Cuál será la temperatura de una mezcla de 50 gramos de agua a 20 grados Celsius y 50 gramos de agua a 40 grados Celsius? Desarrollo: Datos: Capacidad calorífica específica del agua: 1 cal/grº C El agua que está a 20º C ganará temperatura El agua que está a 40º C perderá temperatura Sabemos que para conseguir el equ ilibrio térmico (igualar las temperaturas) la cantidad de calor ganada por un cuerpo debe ser igual a la cantidad de calor perdida por el otro. Entonces: Para los 50 gr de agua a 20º C tendremos Q1 (cantidad de calor ganada)
Respuesta: La temperatura de equilibrio es 30 g rados Celsius Asignatura: Física III Carrera: Ingeniería en gas y petróleo
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CAPITULO III Desarrollo Práctico 3.1. - Materiales
Cubos de hielo de 20 gr. 500 gr de agua a temperatura 45 °C.
Una bandeja.
Cronometro.
3.2. - Describir el experimento 1. Colocar el cubo de hielo de 20gr. Dentro de la bandeja 2. Poner 500gr. De agua a 45°C 3. Empezar a contar con el Cronometro. 4. Observar y anotar los cambios ocurridos mientras corre el Tiempo. 5. Determinar los Cambios. 6. Realizar analíticamente el equilibrio termico
3.3. - Resultados Ante este experimento para encontrar la temperatura del equilibrio térmico, medir la cantidad de agua a 500gr a temperatura de 45°C
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Ejercicio En una Bandeja agregamos 20gr de hielo -10 °C con 500gr de agua a temperatura de 45°C ¿Cuál será el equilibrio térmico?
Datos ℎ ∗ ℎ ∗ ∆ℎ + ∗ ∗ ∆ = 0
Hielo
= -10 °C
m= 20gr
=?
20gr * 0.50 cal/gr.°C * (Tf+10)°C + 500gr * 1cal/gr.°C *(Tf -45) =0°C 10 cal (Tf +10) + 500 cal (Tf -45) =0 10Tf +100 +500Tf – 22500 = 0 510Tf – 22400 = 0 Tf =
22 1
H2O
= 45° M= 500 gr =?
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Tf = 43, 92 cal
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CAPITULO IV 4.1. - Conclusión Cuando dos cuerpos próximos poseen temperaturas diferentes, el más caliente emite energía calorífica y el más frío la absorbe, hasta que ambos alcancen igual temperatura.
En el caso ideal, con un sistema formado exclusivamente por dos cuerpos aislados del resto del Universo, la energía cedida por uno es igual a la absorbida por el otro.
El intercambio de energía es proporcional a la diferencia de temperatura entre los cuerpos. Por eso, a medida que las temperaturas se acercan, el proceso se hace más lento.
Cuando los dos cuerpos están en el mismo estado, la temperatura de equilibrio viene determinada por: m1·c1·(t1-te) = m2·c2·(te-t2) donde m, c y t son la masa, calor específico y temperatura inicial del cuerpo caliente (con subíndice 1) y del cuerpo frío (con subíndice 2) mientras que te es la temperatura de equilibrio.
Cuando los cuerpos presentan diferente estado físico, en las ecuaciones de intercambio de energía hay que tener en cuenta el calor empleado en el cambio de estado total o parcial de uno de los dos cuerpos.
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4.2. - Bibliografía
Resnick Holliday Krane Vol. 1
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ANEXO
ANEXO
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