Practica 7. Equivalencia calor trabajo PDF

Preview

Summary

Laboratorio de termodinámica (1212)Semestre 1219- Mtra. Yuri Hueda Tanabe INFORME DE LABORATORIO: EQUIVALENCIA CALOR-TRABAJOEquipo 6:Arellano García Luis Benvenuta Bermúdez Alondra AzucenaGuardado Martínez Ana Laura Fecha de realización:Objetivos ​ 8-abril- 2019 manifestación ​Introducir el tema de ...

Description

Laboratorio de termodinámica (1212) Semestre 1219-2 Mtra. Yuri Hueda Tanabe

INFORME DE LABORATORIO: EQUIVALENCIA CALOR-TRABAJO Equipo 6: Arellano García Luis Benvenuta Bermúdez Alondra Azucena Guardado Martínez Ana Laura Fecha de realización: 8-abril- 2019 Objetivos Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación

Primera parte: Determinación de la constante del calorímetro (capacidad térmica del calorímetro), K Resultados A continuación, se presentan los resultados obtenidos durante la realización de la práctica. Para la realización de la práctica fue necesario registrar los siguientes datos: Masa de agua fría= 99.3 g Masa de agua caliente=100 g Temperatura inicial del agua fría= 24.4 ℃ Temperatura inicial del agua caliente= 88.4 ℃ Temperatura de equilibrio=47.79 ℃ Capacidad térmica específica del agua= 1 cal/ g℃ Instante en el que se realiza la mezcla= 5.5 min Tabla 1. Variación de la temperatura en función del tiempo t (min)

θ(

)

t (min)

θ(

)

0.5

24.4

6.0

47.6

1.0

24.5

6.5

47.5

1.5

24.4

7.0

47.4

2.0

24.4

7.5

47.2

2.5

24.4

8.0

47.2

3.0

24.4

8.5

47.3

3.5

24.4

9.0

46.8

4.0

24.4

9.5

46.6

4.5

24.5

10.0

46.4

5.0

24.5

5.5

Instante en el que se realiza la mezcla

Gráfica 1.

En la gráfica 1 se muestra el comportamiento de la temperatura a diferente tiempo, la serie 1 (color azul) corresponde a previa adición de hielo, por consiguiente la

serie 2 (color rojo) representa la variación de la temperatura una vez que el hielo ha sido adicionado. Cálculos para la capacidad térmica del calorímetro, K.

Segunda parte: Determinación de la constante de Joule Datos: Masa de agua dentro del Dewar=300 g Voltaje= 123 V Resistencia= 26.8 Ω Equivalencia calor trabajo (valor teórico) = 4.184 J/cal Tabla 2. Equivalencia calor-trabajo t(s)

θ inicial(

)

θ final(

)

Δθ ( )

Trabajo eléctrico Welec (J)

Calor absorbido Qabs (cal)

Equivalencia calor-trabajo W/Q (J/cal)

20

24.3

33.3

8.8

11290.30

3293.84

3.43

30

31.2

43.4

12.2

16935.45

4566.46

3.71

40

28.2

45.1

16.9

22580.60

6325.67

3.57

50

28.4

49.5

21.1

28225.75

7897.73

3.57

60

23.4

49.5

25.6

33870.89

9582.08

3.53

70

23.0

53.3

30.3

39516.04

11341.29

3.48

80

25.4

60.2

34.8

45161.19

13025.64

3.47

90

24.1

63.4

39.3

50806.34

14709.99

3.45

100

24.6

67.8

45.2

56451.49

16918.36

3.34

110

28.4

74.7

46.8

62096.64

17517.24

3.54

Cálculos:

Discusión de los resultados obtenidos: A comparación con la constante del calorímetro, que es un dato que no podemos comparar con la literatura sino que obtuvimos experimentalmente, la relación trabajo y energía puede ser comparada con el valor que si se encuentra en la literatura, con el valor obtenido medimos esta equivalencia del trabajo necesario para igualar una caloría. El valor experimental promedio calculado de 3.50 J/cal es un valor cercano al valor teórico, la diferencia puede deberse a la medición de la constante del calorímetro ya que la obtención de este valor depende de la estimación de un dato por medio de una tendencia que se toma como si fuera lineal cuando no puede ser así, otro factor es el calentamiento del Dewar, era recomendado cambiar el agua y dejar que se refrescara pero al no dejarlo el suficiente tiempo el Dewar en lugar de absorber el calor como se propone en la ecuación este cederá calor dando como resultado un valor distinto Conclusiones:

Con la resolución de la práctica determinamos un equivalente entre dos unidades utilizadas para expresar la energía que básicamente dice que para cambiar la temperatura de un sistema no es necesario recurrir únicamente intercambio de energía térmica sino que la energía mecánica que realiza otro sistema al efectuar movimientos también puede causar este cambio en la temperatura del sistema.

Referencias: ● ●

Kenneth, Wark (1984) .Termodinámica  México, Editorial McGraw-Hill. Prentice Hall. (2008). Física para Ciencias. México: Pearson....