Equivalente mecanico

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|  Equivalente mecánico del calorEn el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calorcaloría.Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumenpequeño de agua. Descripción.Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimientopor la acción de una pesa, tal como se muestra en la figura.La versión original del experimento, consta de dos pesas iguales que cuelgan simétricamente del eje. La pesa, que se mueve con velocidadprácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se clienta debido a la fricción. Si el bloque de masa M desciende una altura h, la energía potencialdisminuye en Mgh, y ésta es la energía que se utiliza para calentar el agua (se desprecian otras pérdidas).Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento detemperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor específico de agua) es igual a 4.186 J/(g ºC). Por tanto, 4.186 J de energía mecánica aumentan la temperatura de 1g de agua en 1º C. Se definela caloría como 4.186 J sin referencia a la sustancia que se está calentando. 1 cal=4.186 J |
En la simulación de la experiencia de Joule, se desprecia el equivalente en agua del calorímetro, deltermómetro, del eje y de las paletas, la pérdida de energía por las paredes aislantes del recipiente del calorímetro y otras pérdidas debidas al rozamiento en las poleas, etc. * Sea M la masa delbloque que cuelga y h su desplazamiento vertical * m la masa de agua del calorímetro * T0 la temperatura inicial del aguay T la temperatura final * g=9.8 m/s2 la aceleración de la gravedad La...