Balanza de corriente

LABORATORIO 3: EQUIVALENTE ELECTRICO DEL CALOR

RESUMEN

De acuerdo al principio de la conservación de energía, si se presenta una transformación de ésta en calor existirá una relación entre la variación de energía térmica resultante y la cantidad de energía entregada, por tanto es posible determinar el equivalente eléctrico del calor como la relación cuantitativa entre Joules y calorías.ABSTRACT
According to the principle of the energy conservation, if a transformation is presented of this in heat a relationship it will exist between the variation of energy thermal resultant and the quantity of given energy, therefore it is possible to determine the equivalent electrician of the heat like the quantitative relationship between Joules and calories.

PALABRAS CLAVES

CalorEnergía
Transferencia
Corriente
Diferencia de potencial
Caloría
Temperatura
Calorímetro

MARCO TEÓRICO

EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR.

Inicialmente se creía que el calor era un fluido que impregnaba un cuerpo y era responsable del intercambio de calor que se presentaba al ser puestos en contacto. En el siglo XIX James Prescott Joule ideó un experimento para demostrarque el calor solo era una forma de energía que podía obtenerse a partir de energía mecánica, de este experimento era preciso determinar el equivalente mecánico del calor.
Antes de su experimento se consideraba el calor y la energía como magnitudes diferentes por tanto sus unidades de medida también eran distintas. La unidad empleada para el calor era llamada caloría, definida como la cantidad decalor necesaria para elevar la temperatura de 1g de agua destilada 1°C (desde 14.5°C - 15.5°C).
El aparato usado para su experimento, era un recipiente que contenía 1Kg de agua a 14.5°C, a éste se le acoplaban unas paletas conectadas mediante una cuerda con una masa que podía caer, conforme las masas caían a velocidad constante las paletas giraban, por lo que se daba una conversión de laenergía potencial gravitatoria de la masa a energía que permitía el giro de las paletas, debido a su giro el agua aumentaba su temperatura.


Figura 1. Aparato usado por Joule en el desarrollo de su experimento.

De esta manera Joule concluyó que para elevar la temperatura de 1Kg de agua hasta 15.5 °C, es decir para conseguir una energía de 1000 calorías, la energía de la masa deberíadisminuir en 4180 J. Por tanto la equivalencia en unidades de calor y energía es:

4180 J = 1000 cal =1Kcal → 1cal = 4.18 J
El descubrimiento de Joule demostró que no solo la energía térmica permite elevar la temperatura, sino que cualquier otra forma de energía suministrada a un sistema puede provocar el mismo efecto. De ahí que la razón entre la energía W que se transforma en calor Q, W/Q = J sele denomine equivalente mecánico del calor. De esta manera cualquier forma de energía es susceptible de ser transformada en energía calorífica también es posible hablar del Equivalente eléctrico del calor (para este caso no es usada las paletas ni las masa, solo una resistencia a la que se le aplica una diferencia de potencial y por tanto por la que circula una corriente eléctrica que genera elcambio de temperatura en el agua).
Así:


La energía suministrada será:
Weléctrico = ∫_(t=0)^(t_exp)▒〖i(t)〗*V(t)*dt≈ i(t)*V(t)* t_exp=P* t_exp (Ecuación 7.1)

ENERGIA

Es una propiedad asociada a los objetos y sustancias que se manifiesta en transformaciones o cambios físicos como: elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo, químicos como al quemar un trozo de madera odescomponer el agua mediante la corriente eléctrica.

TIPOS DE ENERGÍA

La energía puede manifestarse de diversas maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas etc. Según sea el proceso, la energía puede ser denominada:

Energía térmica
Energía eléctrica
Energía radiante
Energía química
Energía...