enfriamiento de newton

ENFRIAMIENTO DE NEWTON

1. OBJETIVOS
Validar de forma experimental la ley de enfriamiento de Newton.

2. FUNDAMENTO TEORICO
Se denomina enfriamiento de Newtoniano a aquel proceso deenfriamiento que sigue una ley determinada experimentalmente por Isaac Newton, según la cual la velocidad de enfriamiento de un cuerpo cálido en un ambiente mas frio cuya temperatura es , es proporcional a ladiferencia entre la temperatura instantánea del cuerpo y del ambiente.
(1)
Donde k es una constante de proporcionalidad.
Integrando la ecuación (1) se tiene:




Despejando Tse tiene

(2)

Realizando cambio de variable se tiene:





Remplazando (6),(5),(4),(3)en (2) se tiene:



La ecuación (7)corresponde a una función exponencial con la finalidad de validar la ecuación (2), determinaremos pares de datos experimentales de tiempo y temperatura de un sistema que se enfría, luego, con laecuación (3) y(4) determinaremos pares de datos experimentales de x e y, graficando los pares de datos experimentales se obtiene una curva exponencial decreciente, también es posible realizar una pruebade significancia, para esto, linealizamos la ecuación (2) con logaritmos.

(8)

Realizando cambio de variable:
Y= (9)
X=t (10)
a= (11)
B=-k (12)
Remplazando (12),(11),(10),(9) en (8)Y=a+BX (13)
La ecuación (13) muestra que los pares de datos “X” e “Y” se comportan de forma linela. Usualmente, se realiza este estudio para casos en los cuales uno de los reservorios seconsidera infinito. Esto implica que, a los fines del análisis experimental, la temperatura de dicho reservorio (por lo general, el aire del laboratorio) se considera constante.
2.1 VALIDACION EXPERIMENTALDE LA LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON.
Realizando una prueba de significancia se tiene el valor de “a” experimental y el valor A nominal dada por la ecuación (11)
2.2 PLANTEAMIENTO DE HIPOTESIS...