Agua
Páginas: 7 (1527 palabras)
Publicado: 14 de noviembre de 2012
¿El agua calentada en microondas se enfría más rápido?
Segunda Parte
Experiencia de Laboratorio, Física experimental II, 2009
Larregain, Pedro Machado, Alejandro
pedrolarregain@yahoo.com machado.alejandro@yahoo.com
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, UNICEN
Objetivos
Comprobar experimentalmente la hipótesis queestablece que el agua calentada en un horno a microondas se enfría más rápidamente que la misma agua calentada en un mechero, comparando sus respectivas curvas de enfriamiento, contando con el informe “Curva de enfriamiento según método de calentamiento” [1] como antecedente.
Introducción
La transferencia de calor está relacionada con los cuerpos calientes y fríos llamados; fuente yreceptor, en donde la misma, tiene sus propios mecanismos (conducción, convección y radiación) y cada uno de ellos cuenta con sus peculiaridades. La transferencia de calor es importante en los procesos, porque es un tipo de energía que se encuentra en tránsito, debido a una diferencia de temperaturas (gradiente), y por tanto existe la posibilidad de presentarse el enfriamiento, sin embargo esta energíaen lugar de perderse sin ningún uso es susceptible de transformarse en energía mecánica por ejemplo; para producir trabajo, generar vapor, calentar una corriente fría, etc. En virtud de lo anterior es importante hacer una introducción al conocimiento de los procesos de transferencia de calor a través de la determinación experimental de la ecuación empírica que relaciona la temperatura deenfriamiento de una cantidad de sustancia con respecto al medio.
La ley de enfriamiento de Newton enuncia que, cuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido por unidad de tiempo hacia el cuerpo o desde el cuerpo por conducción, convección y radiación, es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre el cuerpo ydicho medio externo, siempre y cuando este último mantenga constante su temperatura durante el proceso de enfriamiento.
La genialidad de Newton se pone de manifiesto nuevamente cuando utilizando un horno de carbón de una pequeña cocina, realizó un sencillo experimento: calentó al rojo vivo un bloque de hierro, al retirarlo lo colocó en un lugar frío y observó cómo se enfriaba el bloque demetal en el tiempo. Sus conjeturas sobre el ritmo al cual se enfriaba el bloque dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de ley enfriamiento Newton. [1]
Esta ley describe que la razón de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia entre la temperatura del cuerpo y el medio ambiente que lo circunda. Se expresa de la siguiente forma:
[pic] (1)
Donde h es elcoeficiente de intercambio de calor y A el área superficial del cuerpo que se encuentra expuesta al medio ambiente.
Si la temperatura del cuerpo es mayor a la ambiental, entonces deberá experimentar una pérdida de calor, la cual será proporcional a la diferencia de temperaturas, podemos expresar esto en forma diferencial como:
[pic] (2)
Donde m es la masa del cuerpo y c su calor específico, elsigno menos indica una pérdida calorífica. Podemos combinar las ecuaciones (1) y (2) en una forma simplificada:
[pic] (3)
Donde k es una constante de proporcionalidad conocida como parámetro de enfriamiento o conductividad térmica (k=ha/mc) y TA es la temperatura ambiente, que se supone siempre constante. Resolviendo esta ecuación diferencial para un cuerpo que se enfría desde una temperatura T0hasta una temperatura T, obtenemos la temperatura del cuerpo en función del tiempo [2]:
[pic]
[pic] (4)
[pic] (5)
[pic] (6)
En el trabajo [1] se observo una diferencia en la masa final de los procedimientos realizados. Considerando que esta diferencia pudo haber tenido incidencia en los resultados obtenidos, se intento minimizar este factor en una nueva experiencia....
Segunda Parte
Experiencia de Laboratorio, Física experimental II, 2009
Larregain, Pedro Machado, Alejandro
pedrolarregain@yahoo.com machado.alejandro@yahoo.com
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, UNICEN
Objetivos
Comprobar experimentalmente la hipótesis queestablece que el agua calentada en un horno a microondas se enfría más rápidamente que la misma agua calentada en un mechero, comparando sus respectivas curvas de enfriamiento, contando con el informe “Curva de enfriamiento según método de calentamiento” [1] como antecedente.
Introducción
La transferencia de calor está relacionada con los cuerpos calientes y fríos llamados; fuente yreceptor, en donde la misma, tiene sus propios mecanismos (conducción, convección y radiación) y cada uno de ellos cuenta con sus peculiaridades. La transferencia de calor es importante en los procesos, porque es un tipo de energía que se encuentra en tránsito, debido a una diferencia de temperaturas (gradiente), y por tanto existe la posibilidad de presentarse el enfriamiento, sin embargo esta energíaen lugar de perderse sin ningún uso es susceptible de transformarse en energía mecánica por ejemplo; para producir trabajo, generar vapor, calentar una corriente fría, etc. En virtud de lo anterior es importante hacer una introducción al conocimiento de los procesos de transferencia de calor a través de la determinación experimental de la ecuación empírica que relaciona la temperatura deenfriamiento de una cantidad de sustancia con respecto al medio.
La ley de enfriamiento de Newton enuncia que, cuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido por unidad de tiempo hacia el cuerpo o desde el cuerpo por conducción, convección y radiación, es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre el cuerpo ydicho medio externo, siempre y cuando este último mantenga constante su temperatura durante el proceso de enfriamiento.
La genialidad de Newton se pone de manifiesto nuevamente cuando utilizando un horno de carbón de una pequeña cocina, realizó un sencillo experimento: calentó al rojo vivo un bloque de hierro, al retirarlo lo colocó en un lugar frío y observó cómo se enfriaba el bloque demetal en el tiempo. Sus conjeturas sobre el ritmo al cual se enfriaba el bloque dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de ley enfriamiento Newton. [1]
Esta ley describe que la razón de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia entre la temperatura del cuerpo y el medio ambiente que lo circunda. Se expresa de la siguiente forma:
[pic] (1)
Donde h es elcoeficiente de intercambio de calor y A el área superficial del cuerpo que se encuentra expuesta al medio ambiente.
Si la temperatura del cuerpo es mayor a la ambiental, entonces deberá experimentar una pérdida de calor, la cual será proporcional a la diferencia de temperaturas, podemos expresar esto en forma diferencial como:
[pic] (2)
Donde m es la masa del cuerpo y c su calor específico, elsigno menos indica una pérdida calorífica. Podemos combinar las ecuaciones (1) y (2) en una forma simplificada:
[pic] (3)
Donde k es una constante de proporcionalidad conocida como parámetro de enfriamiento o conductividad térmica (k=ha/mc) y TA es la temperatura ambiente, que se supone siempre constante. Resolviendo esta ecuación diferencial para un cuerpo que se enfría desde una temperatura T0hasta una temperatura T, obtenemos la temperatura del cuerpo en función del tiempo [2]:
[pic]
[pic] (4)
[pic] (5)
[pic] (6)
En el trabajo [1] se observo una diferencia en la masa final de los procedimientos realizados. Considerando que esta diferencia pudo haber tenido incidencia en los resultados obtenidos, se intento minimizar este factor en una nueva experiencia....
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