Experimento de la Ley de Enfriamiento de Newton

Experimento de la Ley de Enfriamiento de Newton
Integrantes
Arturo Méndez Zapiain
Fernanda Hernández Vidal

Grupo
2114
Resumen
Con base a la ley de enfriamiento de Newton, utilizada en el experimento. Se determinó que el agua contenida en el envase de aluminio se enfrió más rápido que en los recipientes de vidrio y barro, dado que el material no conserva el calor.
Palabras Clave
Ley deenfriamiento, Transferencia de Calor, Gráfico analítico.
Introducción
El objetivo general del experimento, consiste en determinar la ecuación general de la Ley de Enfriamiento de Newton, conteniendo para ello, agua en distintos recipientes. En cuanto a su objetivo particular, consta de la obtención por medio de métodos gráficos y analíticos la ecuación de enfriamiento del agua, a partir de datosexperimentales de temperatura y tiempo.
La hipótesis afirma lo que, si el agua se calienta a 40˚C y después está en contacto con la temperatura del medio ambiente. El descenso de la temperatura del agua será rápido.
Muchos de los fenómenos naturales o resultados empíricos requieren de un tratamiento matemático que en ocasiones está sustentado en el uso de ecuaciones diferenciales, para ello esnecesario un método y un conjunto de variables conocidas que describen el fenómeno.
En el caso particular de la trasferencia de energía, esto ocurre entre dos cuerpos “calientes” y “fríos”, llamados respectivamente fuente y receptor de energía permitiéndose la observación de procesos físicos como condensación, evaporación, cristalización, reacciones químicas, entre otras. En los cuales existe unmecanismo propio del proceso que involucra diferentes particularidades fisicoquímicas. En virtud de lo anterior es importante la determinación de una ecuación empírica que relacione la temperatura de enfriamiento de una sustancia con respecto al medio que lo rodea.
Marco Teórico
La ley de enfriamiento de Newton establece que, la rapidez con la que se enfría un objeto es proporcional a la diferenciaentre su temperatura y la del medio que la rodea, es decir, la temperatura ambiente. Matemáticamente la ley de enfriamiento de Newton establece que la tasa de cambio en la temperatura, T (t), de un cuerpo respecto al tiempo, es directamente proporcional a dicha temperatura, T, y la temperatura del medio ambiente, TA

Siendo
Puede observarse que si , entonces, la derivada de la temperatura comofunción del tiempo será negativa de forma tal que la temperatura como función del tiempo será negativa de forma tal que la temperatura es una función decreciente respecto al tiempo, con lo cual el cuerpo se está enfriando. Pero si , entonces la derivada de la temperatura como función del tiempo será positiva y por lo tanto el cuerpo se está calentando.
La temperatura es una magnitud física querefleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del medio ambiente.
Existen tres maneras en las que la energía térmica se propaga, de un cuerpo a otro:
Conducción: Se propaga por contacto, sin transporte de materia.
Convección: Es una forma de propagación d energía que se da en los líquidos y gases. Se da cuando hay movimiento en la materia.
Radiación: Es la propagación de laenergía a través del espació vacío Sin necesidad de presencia de materia.
Material
General
Pinzas dobles de presión para bureta
Soporte Universal
Contener
Vaso de precipitados
Entregar
Probeta de 100 mL
Instrumentos
Termómetro de inmersión parcial (-10˚C a 150˚C)
Equipo
Parrilla de calentamiento y agitación
Otros
Recipiente de Barro
Recipiente d Aluminio
Cronometro
Agitador Magnético
Agitador devidrio
Procedimiento
El experimento se realizará tres veces, debido a que se medirá la temperatura en tres recipientes distintos (Vaso de precipitados, recipiente de aluminio y otro de barro)
Colocar el termómetro en el soporte universal con ayuda de la pinza de doble presión para bureta, considerando que la altura se ajustará para permitir insertar el termómetro en el recipiente, antes del...