Practica 8. Equivalente mecanico de calor.pdf

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y DE LA EDUCACIÓN LABORATORIO DE FISICA DE FLUIDOS Mg. MÓNICA ANDREA VARGAS

EQUIVALENTE MECANICO DE CALOR OBJETIVO: Determinar el equivalente mecánico de calor utilizando la ley de Joule. (resistenci a) en un calorímetro con un MÉTODO: Se introduce un calentador eléctrico (resistencia) volumen de agua. Con el potencial y la corriente se determina la energía eléctrica liberada por el calentador. Conociendo el aumento de temperatura temperatura y las capacidades caloríficas del calorímetro y sus accesorios, se puede encontrar la energía calórica liberada por el calentador; y en esta forma podemos encontrar el equivalente mecánico mecánico de calor utilizando la ley de Joule.

TEORIA: El paso de la corriente eléctrica por una resistencia tiene lugar una disipación de potencia en forma forma e calor que constituye las pérdidas energéticas del del circuito. La ley de Joule nos dice que: P= V * I donde ocurre que P es la potencia eléctrica disipada en forma de calor. Por la ley de Ohm Ohm es fácil obtener que: P= RI 2 = V2/R.  Asi mismo mismo la energía disipada en en un intervalo intervalo de tiempo tiempo t es:

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                Si el intervalo intervalo es el inicial, entonces entonces : W= VIt = E Si esta energía se suministra integralmente en forma de calor a una masa m de agua contenida en un calorímetro de capacidad calorífica A a la temperatura T 1, esta temperatura se elevara hasta T f . La cantidad de calor ganado por el sistema será:

        Y como la cantidad de calor es proporcional al trabajo W, se tiene: W ᾳ Q ó W= JQ, donde la constante de proporcionalidad J es llamada equivalente mecánico de calor y su valor valor depende depende de las unidades de W y Q. El equivalente mecánico del calor expresa la relación entre dos unidades energéticas (mecánica y térmica) y es una de las constantes físicas más importantes.

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MATERIAL: -Calorímetro con agitador  -Termómetro -Resistencia eléctrica de inmersión de 110v -Fuente volti- amperímetro de corriente directa de 110v. -Dos cronómetros -Probeta graduada de 250 ml -Dos soportes metálicos con pinza y nuez -Muestra de agua en vaso de 2000ml

ESQUEMA:

Fuente voltiamperimetro

Calorímetro y fuente volti- amperímetro

PROCEDIMIENTO: 1) Cárguese el calorímetro con 500 ml de agua agua fresca, m= ………..gr. 2) Introduzca el agitador en el calorímetro. 3) Por medio de un soporte, pinza y nuez fije el termómetro e introdúzcalo introdúzcal o en el calorímetro. 4) Pasados unos minutos tome la temperatura , T1= …………..°C. 5) Deje el termómetro dentro del calorímetro.

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6) Por medio de un soporte, pinza y nuez fije la resistencia eléctrica de inmersión y sumérjala en el calorímetro sin que toque el termómetro. 7) Conecte a la fuente volti- amperímetro la resistencia de inmersión. 8) Conecte la fuente volti- amperímetro a la red de 110 v. SIN CERRAR EL CIRCUITO DE LA FUENTE. 9) Tome el cronometro en su mano mano y verifique que este en ceros. 10) Ahora, necesitamos necesita mos los datos da tos de tiempo, temperatura, voltaje y corriente co rriente simultáneamente cada 30 segundos, hasta que la temperatura T1 registrada en el paso 4) se eleve hasta 15°C y regístrelos en la tabla1. No. OBS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

T(seg)

T °C

V (voltios)

I (amperios)

11) Simultáneamente cierre ci erre el circuito y ponga en marcha los cronómetros y agite suavemente el agua que hay en el calorímetro. 12) Cuando el termómetro haya subido los 15°C sobre la temperatura T1, simultáneamente habrá el circuito y pare el cronometro, tome el tiempo t = ….seg. 13) Siga observando el termómetro y removiendo suavemente el agua. 14) Cuando el agua deje de je de subir, anote a note la temperatura temperatur a de estabilización, estabili zación, Tf= ….°C. 15) Con todos los l os datos tomados y la capacidad calorífica del calorímetro A, de la practica anterior calcule: E= Joule Q= Calorías J= Joule/ Calorías 16) Compare con las tablas el valor de J que obtuvo, y encuentre el porcentaje de error. 17) Con los datos de la tabla 1. Elabore una grafica en papel milimetrado milimetra do de T vs t y analícela. 18) Cuales son las principales causas de error de la práctica.