calor absorvido

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II – 9° EDICION

DAFI – FCF – UNMSM

CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN
EXPERIENCIA N° 8
Circulación Atmosférica: Estudia el movimiento del aire a gran escala, y el medio por el
cual la energía térmica se distribuye sobre la superficie de la Tierra.

I.

OBJETIVO
•
•
•

II.

Investigar el comportamiento de la energía térmica absorbida/disipadapor una
sustancia líquida.
Hacer un estudio comparativo de la cantidad de calor absorbido/disipado para
diferentes proporciones del líquido.
Investigar cómo se transporta el calor en los fluidos

EQUIPOS / MATERIALES
Calor absorbido - Disipado
1 Mechero bunsen
1 Soporte universal
1 Clamp
1 Termómetro
1 Agitador
1 Vaso de precipitado graduado de 500 cc.
1 Vaso de precipitado de 200cc.
Papel milimetrado
Papel toalla

Convección
1 Mechero bunsen
1 Soporte Universal
1 Clamp
1 Termómetro
1 Pinza universal
1 Vaso de precipitado de 200 cc.
1 Cuchara de mango (espátula)
Permanganato de potasio
Espiral de papel preparado

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Caso 1: CALOR ABSORBIDO Y DISIPADO
La energía térmica que gana o pierde un cuerpo de masa m es directamente
proporcional asu variación de temperatura.
Esto es:
Q α m (T − T 0 )
Q = mc ( T − T 0 )

(1)

donde:
EXP. N° 8 CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN

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c:
T 0:
T:

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calor específico
temperatura inicial de referencia
temperatura final

El suministro de energía térmica por unidad de tiempo a un cuerpo, corresponde aque
éste recibe un flujo calorífico H.
Si el flujo es constante,

H =

(2)

dQ
dT
= mc
=H,
dt
dt

De (1) y (2) se tiene:

luego

dQ
= cte
dt

dT =

H
dt
mc
T

Integrando e iterando se tiene:

T=

t

H
∫ dT = mc ∫ dt
T0
0

H
t + T0
mc

(3)

La ecuación (3) relaciona la temperatura con el tiempo. Es una función lineal, donde
H
representa la pendiente yT0 la temperatura inicial.
mc
Si el cuerpo se encuentra en un sistema adiabático, el trabajo de dilatación se realiza a
expensas de la energía interna.
Sin embargo, la variación de la energía en el interior del cuerpo en un proceso no
coincide con el trabajo realizado; la energía adquirida de esta manera se denomina
cantidad de calor, es positiva cuando absorbe calor y negativa cuando disipacalor.
La energía interna del cuerpo aumenta a costa de la cantidad de calor adquirida dq,
y disminuye a costa del trabajo realizado por el cuerpo dw (principio de
conservación de la energía en los procesos térmicos). Se le conoce como la primera
ley de la termodinámica, y se expresa como:

dU = dQ − PdV

EXP. N° 8 CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN

(4)

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Caso 2: CONVECCIÓN
La propagación del calor se puede dar por tres métodos diferentes: conducción (en
sólidos), convección (en fluidos) y radiación, a través de cualquier medio transparente
a ella. Si hay diferencia de temperatura entre dos puntos, el calor siempre se propaga
de la zona más caliente a la menos caliente.

CONVECCIÓN: Es lamanera más eficiente de propagación del calor, se da en los
fluidos. Un fluido cálido, por diferencia de densidades, asciende hacia regiones menos
calientes; por compensación un fluido frío desciende a tomar su lugar; si continúa así
este movimiento, da lugar a la formación de células convectivas. Ejemplo, cuando el
agua hierve se forman burbujas (regiones calientes) que ascienden haciaregiones
menos calientes, las células convectivas en la atmósfera que dan lugar a las
precipitaciones pluviales.

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE 1. CALOR ABSORBIDO/DISIPADO
1. Monte el equipo, como muestra el
diseño experimental
2. Coloque en el vaso pírex agua a
temperatura del ambiente, casi
hasta la parte superior.
3. Anote el valor de la temperatura y
el volumen del agua.
T0 = …………………
V =...