LEY DE ENFRIAMIENTO DE LAS SUSTANCIAS

UNIVERSIDAD DE SONORA

DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD

DEPARTAMIENTO DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS

ELECTRICIDAD Y CALOR LABORATORIO

REPORTE PRÁCTICA No. 1

“LEY DE ENFRIAMIENTO DE LAS SUSTANCIAS”

INTRODUCCION Los cuerpos que se encuentran a temperatura mayor o menor que la temperatura ambiente, después de un tiempo tienden a llegar est ar en equilibrio térmico con el medio que lo rodea. La ley que rige ese comportamiento se le conoce como Ley de enfriamiento de Newton. ΔT= ΔT0 e ( -k t)

MATERIAL 1. Un vaso de precipitado de 250 ml. 2. Termómetro. 4. Cronómetro. 5. Placa calefactora

DESARROLLO 1. Se vierte 200 mililitros de agua en el vaso de precipitados y, con ayuda de una placa calefactora, se calienta hasta que alc ance aproximadamente 70 °C

2. Se coloca el vaso en un lugar donde no haya cambios bruscos de temperatura. 3. Medir la temperatura del medio ambiente (TA) . 4. Medir la temperatura inicial del agua (T 0) y ponga a funcionar el cronómetro. 5. Deje correr el cronómetro y mida el tiempo t que tarda la sustancia en bajar a las t emperaturas marcadas en la tabla 1. A cada tiempo t anote la temperatura correspondiente sin detener el cronómetro.

6. Llene la siguiente tabla con los valores de tiempo, temperatura del agua y diferencia de temperatura y usando la siguiente ecuación, determine el valor de k en cada renglón. (-kt)

ΔT= ΔT0 e

Medición 1 2 3 4 5 6

t Minutos 0 3.19 7.13 12.21 19.08 28.23

T(t) °C 70 65 60 55 50 45

ΔT= T(t)-TA

°C 41.4 36.4 31.4 26.4 21.4 16.4

Ln(ΔT)=Ln(T(t)- TA) Ln(°C) 3.72 3.59 3.44 3.27 3.06 2.79

K 0 -0.028 -0.0116 -0.00646 -0.00387 -0.00238

7

41.20

40

11.4

-0.00143

2.45

7. Se grafica: - La diferencia de temperatura co ntra tiempo -El logaritmo de la diferencia de temperatura contra el tiempo.

GRÁFICAS ΔT vs t 45 40 35

    )    T       Δ30     (    a    r 25    u    t    a    r 20    e    p    m15    e    T

10 5 0 0

10

20

30

Tiempo (t)

Ln (ΔT) vs t

40

50

PREGUNTAS Se consultan notas sobre teoría de errores en el sitio: http://www.tochtli.fisica.uson.mx/fluidos y calor/errores.html

Y se consulta la realización de un experimento aplicando la Ley de enfriamiento usando otro equipo en: http://paidoteca.dgsca.unam.mx/neopaidoteca/acervos/areaexp/Practicas/prinlenfnew.html

1. ¿Qué pasa con los intervalos de tiempo conforme la sustancia se aproxima a la temperatura ambiental? R= los intervalos de tiempo son mayores con forme pasa e l tiempo

2.

¿Cómo explica el comportamiento anterior? R=Al acercarse a la temperatura ambiente hay menos transferencia de energía por lo tanto el enfriamiento es más lento

3.

Con los resultados encontrados en forma gráfica, ¿en qué tiempo la temperatura del agua alcanzará la temperatura del medio ambiente? R= entre Una hora y una hora y media aproximadamente

4.

Con ayuda de la Ley de Enfriamiento de Newton y los datos obtenidos, determine la constante k. K= -Ln

 ()()

5. ¿De qué factores depende el valor de k? R= De la temperatura y tiempo.

6.

El agua se enfría porque está transfiriendo energía en forma de calor al medio ambiente ¿Cuáles son las formas concretas mediante la cual se da esa transferencia? R= Todo material sustancia o compuesto que este e n contacto con otra tiende a estar en equilibrio entonces si en este caso el agua está más caliente que el ambiente, el agua será la que transfiera energía al ambiente

7.

Estamos apurados, tenemos 5 minutos para salir de casa y el café está muy caliente, ¿qué podemos hacer para acelerar el enfriamiento del café: echar leche fría primero y esperar cinco minutos antes de tomarlo, o esperar 5 minutos antes de añadir la leche fría?

R= esperar 5 minutos y después agregar leche fría porque entre más cerca este la temperatura del café con la ambiental tardara mas entonces es mejor esperar 5 minutos para que se acerque a la temperatura ambiente y después agregar leche fría

CONCLUSIÓN Con ayuda de la ley de enfriamiento de Newton se entiende que para que la temperatura de una sustancia se nivele con la del me dio ambiente, está ira tardando cada vez más, o sea, el tiempo en que tardó una sustancia en llegar a la temperatura del medio no se compara con lo que tardó en enfriarse o calentarse, ya que al momento de que la temperatura de la sustancia se nivele, el tiempo aumentará.