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LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA
En el siguiente experimento se desarrollará y se explicarán las cuatro principales leyes de la
Termodinámica, mediante una serie de demostraciones sencillas
Las leyes de la termodinámica que se desarrollarán serán:
Ley cero de la termodinámica o principio del equilibrio termodinámico.
Primera ley de la termodinámica o principio de la conservación de la energía.Segunda ley de la termodinámica.
Tercera ley de la termodinámica.
OBJETIVO
Alcanzar la comprensión de las leyes de la termodinámica mediante la construcción, el desarrollo y la prueba de este practica experimento.
MATERIALES
Un vaso de cristal
Termómetro
Agua fría
Agua tibia
Agua caliente
Cubos de hielo
Reloj o cronometro
DESARRROLLO Y PROCEDIMIENTO
Los cubos los dejamos más de 3horas para que estos estuvieran completamente sólidos.
1) Se prepara el vaso con agua fría para la Primer parte del experimento. Se toma la temperatura del agua para compararla luego Con la temperatura final, introduciendo el termómetro en el agua y sosteniéndolo.
Introdujimos el primer hielo en el agua. A los pocos segundos se pudieron ver los primeros rastros de colorante, pero recién al minutoy medio se observan líneas de colorante en forma de flujo laminar descendiendo por un costado del vaso y el agua comienza a tomar color.
Aquí ya se puede establecer una relación con la ley cero de la termodinámica: cuando el
Agua (sistema A) establece contacto con el hielo (sistema B), ambos intentan llegar a un
Equilibrio termodinámico. A su vez, estos dos sistemas buscan el equilibrioTermodinámico con un tercer sistema, el aire (sistema C), por lo que en algún momento
Los tres sistemas alcanzarán este equilibrio. Aquí también aparece la segunda ley de la
Termodinámica: el agua le transfiere calor al hielo, haciendo que la temperatura de este
Aumente y provocando el cambio de estado.
Luego de cinco minutos se vio bastante colorante en el fondo del vaso y el agua un poco
Másverde; pero al finalizar esta primer etapa, a los veinticuatro minutos, se vio que el agua había cambiado de color y que la mayor parte del colorante se encontraba en el fondo.
2) La segunda parte del experimento se realizó con agua tibia, Se realizaron los
Mismos procedimientos que en el paso anterior. Al introducir el hielo, el colorante
Empezó a bajar casi instantáneamente, pero esta vez enforma de flujo turbulento. Llegó
Hasta el fondo del vaso y comenzó a difundirse por los laterales. Al minuto de iniciado
Este paso, todo el vaso ya estaba verde, y se pudo ver el colorante bajando velozmente
Por la diferencia de temperaturas. En este caso el hielo sólo tardó cuatro minutos y
Medio
3) La última parte del experimento fue también la más gráfica, ya que el intercambio de
Calor fuemás brusco, el colorante descendió en forma de flujo turbulento por el costado
Del vaso y se difundió más rápidamente. El agua se había llevado a punto de hervor
(100ºC), pero hay que tener en cuenta que al trasvasar el contenido y mientras se está
Realizando el experimento, el agua pierde más calor que en paso 1 o en el 2. Por esto la
Diferencia de temperatura es mayor entre la temperaturainicial y la final. El hielo
Terminó de disolverse a los 50 segundos de iniciada la prueba, y el colorante quedó
Difundido uniformemente en todo el vaso.
CONCLUSIONES RESPECTO A CADA LEY
Ley Cero de la termodinámica: se pudo ver que al ingresar el hielo en el agua, ambos
Sistemas intentaban llegar a un equilibrio termodinámico, no sólo entre ellos, sino
Que también con un tercer sistema queera el aire. Eventualmente los tres sistemas
Alcanzarían el equilibrio termodinámico. El mejor ejemplo se ve en el primer paso,
En el cual la temperatura del agua aumentó un poco debido a la temperatura del aire,
Cuando debería haber disminuido al brindarle calor al hielo.

Primera Ley de la termodinámica: Al poner el hielo en el agua, el agua cedió calor al
Hielo para poder alcanzar el...