Laboratorio 2 - Termometria PDF

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INTRODUCCION El siguiente laboratorio se encuentra relacionado con la termometría y el principio cero de la termodinámica. Mediante la realización del mismo, se pretende aplicar los conocimientos adquiridos en los dictados de clase fijando, de esta manera, los mismos.. MATERIALES UTILIZADOS Materiales empleados:



Termómetro con escala graduada en ºC



Frasco Dewar



Erlenmeller



Vaso de precipitado



Agua y hielo



Calentador eléctrico

OBJETIVOS:



Verificar el principio cero de la termodinámica.



Establecer una escala de temperatura arbitraria.

METODO EXPERIMENTAL

1.

Colocar en un frasco de Dewar de 300ml, hielo picado y agua. Introducir en el mismo

un termómetro graduado en

y otro sin graduar. Registrar la marca del termómetro

Ey

marcar sobre el termómetro sin graduar la máxima temperatura que alcanzo la columna. 2.

En un vaso de precipitado colocar 200ml de agua destilada y calentar a su punto de

ebullición. Introducir los dos termómetros en el vaso y registrar las temperaturas nuevamente. 3.

Preparar mezclas diferentes de agua fría con agua caliente en su punto de ebullición

dentro de un frasco Dewar. 4.

Determinar la temperatura de equilibrio para cada caso.

5.

Determinar las temperaturas que marca su termómetro

E, si se mezclan 60gr de

hielo con 40gr de agua en su punto de ebullición y a que temperatura equivale en

C

experimental y calculada. . CUESTIONARIO 1 1.

El Principio Cero de la Termodinámica establece que si un sistema A está

en equilibrio térmico con otro sistema B, y este sistema B está en equilibrio térmico con otro sistema C, entonces los sistemas A y C están en equilibrio térmico. 2.

La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de

frío o calor.

3.

Los Kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es igual a la fracción

de la

temperatura termodinámica del punto triple del agua. 4.

El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el

predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, éste subía por el tubo. Sanctorius incorporó una graduación numérica al instrumento de Galilei, con lo que surgió el termómetro. 5.

La escala centígrada (ºC), también llamada Celsius fue establecida en honor a Ander

Celsius. En esta escala, el cero (0ºC) y los cien (100ºC) grados corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera. 6.

La escala Fahrenheit (ºF), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724, la escala se

establece entre las temperaturas de congelación y evaporación del agua, que son 32°F y 212°F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius. 7.

Establecemos una temperatura arbitraria marcando un valor de referencia, en este

caso la temperatura de una mezcla de hielo y agua a través de un termómetro de mercurio. Luego situamos el otro punto de referencia marcando el ascenso del mercurio cuando colocamos el termómetro en el vapor que sale del agua en estado de ebullición. Así obtenemos los dos puntos extremos para la escala a utilizar. Quedaría así establecida la conversión a otras escalas.

Cuestionario 2. 1. Confeccionar una grafica de temperatura caliente. Medida

Temp. (ºE) experiment al

Temp. (ºC) experiment al

8,6

78

0

% Agua C. 100

50

50

4,3

35

100

0

0

5

% Agua F.

E contra % de volumen de agua

2) Explique el significado del comportamiento de esta grafica.

Mediante el grafico realizado se logra observar la relación lineal que existe entre la variación de temperatura de la mezcla y el porcentaje de agua caliente.

3) ¿Cuáles son los puntos mínimos y máximos de su escala?

Como máximo tomamos la temperatura de ebullición del agua que medida arrojó 78ºC, luego como mínimo tomamos la temperatura de fusión del agua, estado en el que existen “hielo” y agua líquida, la cual indicó 5ºC. Para el máximo adoptamos como 8,6ºE en tanto para el mínimo 0ºE.

4) Establezca una relación matemática entre la escala

E y

máximos de cada escala, o mediante la grafica de temperaturas

C utilizando los puntos

La expresion matematica que relaciona la Escala Celsius con la Escala Estudiante es

X  C 8,488( X  E )  2,833 5) Con esta relación matemática, calcule las temperaturas en °C de las 3 mezclas propuestas y compárelas con las determinadas experimentalmente Medida

Temp. (ºE) experiment al

Temp. (ºC) experiment al

Temp. (ºC) calculada

Error %

8,6

78

75,82

2,87

0

% Agua C. 100

33

66

7

58

62,24

6,81

40

60

5,1

49

46,1

6,29

50

50

3,5

35

32,54

8,20

% Agua F.

CONCLUSION Al analizar los resultados obtenidos podemos observar que hay una pequeña variación entre la temperatura obtenida por el termómetro de escala Celsius y el considerado por los alumnos. Este error puede ser debido a la no homogeneidad de la mezcla y a la variación de la temperatura del agua fría, la cual se fue calentado durante el experimento. BIBLIOGRAFIA García Carlos A. (1987). Termodinámica técnica. Cuarta Edición. Buenos Aires. Argentina. wikipedia.org - Enciclopedia interactiva http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_cero_de_la_termodin%C3%A1mica

FACULTAD DE INGENIERIA

U.Na.M

Asignatura: Termodinámica y Maquinas

ALUMNO: ARNTZEN, Matías

Tema : TERMOMETRIA

FECHA:07/11/13 LAB N°2

V°B°:

LABORATORIO N°2 DE TERMODINAMICA

DOCENTE: ALEJANDRO KERKHOFF...